超快脉冲激光烧蚀过程中的靶材温度分布

讨论了超快脉冲激光烧蚀靶材时的烧蚀特性及激光频率对温度分布的影响．从包含热源项的导热方程出发，详细研究了在纳秒级脉冲激光作用下单次脉冲和多次脉冲时靶材表面温度的变化规律．结果表明，用超快脉冲激光制膜可以有效地减小烧蚀期间靶材温度的大幅度波动．从而为克服传统PLD制膜技术上的制膜厚度的不均匀及大颗粒粒子的产生从理论上提供了依据。     

纳秒强激光烧蚀铝靶的数值模拟研究

为研究强激光对金属表面的破坏效应,文中利用热传导理论和相变的等效温度处理方法,建立了激光烧蚀金属过程的二维计算模型,并利用有限元分析方法对纳秒单脉冲强激光作用铝靶过程进行了数值模拟计算,获得了激光辐照下铝靶烧蚀形状和温度场分布特征. 结果表明,在激光单脉冲能量一定的情况下,脉宽越长,烧蚀形状愈加细长;大光斑的烧蚀半径要小于光斑尺寸,且光斑增大到一定程度后烧蚀半径因功率密度下降而减小.     

脉冲激光烧蚀靶材等离子体羽辉的动力学模拟

初步建立脉冲激光烧蚀靶材的理论模型,根据流体力学的质量连续性、动量守恒和能量守恒这三个基本方程,研究高能脉冲激光照射靶材产生等离子体的物理特性,采用差分法和Pichard迭代法,求解带特定边界条件的流体力学三方程,得出已喷射等离子体的温度、密度和速度的分布的迭代方程,并用计算机进行了数值模拟,得出一些有意义的结论。     

激光作用下硅靶材的等离子体光谱强度分析

建立一套激光等离子体光谱测量实验装置,以Nd∶YAG调Q倍频固体激光器为激发光源,硅作为样品.获得了不同激光能量时的硅样品原子辐射谱图,从中提取硅在634 nm处的等离子体谱,分析等离子体谱强度的变化趋势,得到的实验结果与理论分析符合的很好.     

激光烧蚀溅射形成粒子流的碰撞效应模拟研究

在考虑由激光溅射产生等离子体粒子流质量分布为非弹性和非均匀性的两种情况下,用分子动力学方法模拟了基于分形理论的粒子流碰撞效应对等离子体速度与空间数密度分布的影响.计算结果表明:在粒子质量为分形和均值分布情况下,系统的速度分布和空间数密度分布由于能量耗散均偏离了初始分布,在质量为分形分布情况下,这种偏离更加明显;粒子分布呈现中间密、两端疏的分布特征.相应的模拟结果能与实验观测结果较好符合.     

强脉冲激光烧蚀铝靶深度历史的蒸发凝结法模拟

为避免考虑强脉冲激光烧蚀过程涉及的复杂物理问题,提出一种用蒸发和凝结理论计算烧蚀坑深度历史的方法。给出了一定靶面压力和温度历史下的烧蚀深度历史计算公式,分析了脉冲宽度对计算准确度的影响。用该方法计算了脉宽为20 ns,波长为1.06μm,峰值强度为500 MW/cm2的脉冲激光烧蚀铝靶过程中光斑中心靶面烧蚀深度的历史,计算结果与文献符合良好。激光脉宽越长,该计算方法越有效。     

用光偏转方法对金属激光烧蚀阈值的研究

实验研究光偏转检测原理和实验装置，并用此装置测得黄铜，铝，４５号钢的激光烧蚀阈值分别为０．０１８５ＧＷ／ｃｍ＾２，０．０１３３ＧＷ／ｃｍ＾２，０．０１９５ＧＷ／ｃｍ＾２。     

脉冲激光烧蚀金属氧化物的发光光谱

研究了３５５ｎｍ脉冲激光烧蚀Ｌａ２Ｏ３,ＭｎＯ２,ＬｉＭｎ２Ｏ４,Ｌａ０．６７Ｃａ０．３３ＭｎＯ３等金属氧化物体系产物的发光光谱,观察到了激发态Ｌａ,Ｌａ＋,ＬａＯ以及Ｍｎ等粒子的发光谱线或谱带。在Ｏ２和Ａｒ气氛中,各谱线（带）的强度迅速下降。激光能量密度的增加可以改变羽状物中Ｌａ＋,Ｌａ和ＬａＯ的相对强度。对多组分金属氧化物攻蚀的结果与单组分金属氧化物类似。     

激光烧蚀速率精密调节的新技术

提出了一种精密调节激光烧蚀速率的方法——双光束技术,得到了比单光束技术约高两个数量级的调节精度。对这种双光束调节的机制进行了解释。     

飞秒激光烧蚀炸药的冲击压力数值模拟

飞秒激光能够在极短时间内烧蚀炸药产生高温高压等离子体,飞秒激光烧蚀炸药技术可用于精密加工炸药元件和安全处理废旧弹药.为深入探讨飞秒激光烧蚀炸药作用规律,采用非线性有限元计算方法,建立了飞秒激光烧蚀炸药过程的起爆计算模型,对飞秒激光烧蚀LX-17和LX-10两种炸药过程进行了数值模拟计算,获得了不同飞秒激光能量作用下等离子体和炸药中的压力分布规律.计算结果表明,在飞秒激光烧蚀炸药的过程中,烧蚀产物等离子体和激光作用区外附近炸药的初始压力较高,但是由于激光烧蚀区域极小,炸药内冲击波压力迅速衰减,没有发生起爆现象.     

基于有限元法光学材料热损伤的研究

研究光学元件激光破坏的物理规律对改进激光系统及扩展其在科研生产中的应用具有重要意义。在考虑材料热力学参数随温度变化规律的前提下,以热传导方程和热弹方程为基础,采用有限元法,以K9玻璃为例计算了空间高斯分布连续CO2激光辐照光学材料引起的温度和热应力分布及其熔融和热应力损伤阈值。     

梯度功能材料薄壳动态热挠度的Laplace变换有限元分析

采用Laplace变换有限元法分析了梯度功能材料薄壳结构的热冲击挠度。首先从控制方程出发,推导出梯度功能材料热冲击问题的泛函及变分原理;然后对梯度功能材料薄壳的热冲击问题推导出有限元方程;利用Laplace变换引入初值条件后推导出拉氏域上的有限元计算公式,经求解后再通过Laplace数值逆变换求得时间域上各给定时刻的解答。计算实例证明了该方法的有效性,其计算结果可供工程设计参考。     

基于LS-DYNA的圆柱形破片侵彻靶板有限元分析

采用LS-DYNA的Lagrange算法,选择了适合金属侵彻问题的Johnson-Cook材料模型,建立了圆柱形破片侵彻钢质靶板的有限元模型。通过对数值运算的结果进行分析,得到了破片对靶板的动态侵彻过程及破片和靶板的变形和损伤、破片和靶板上的等效应力分布和选取单元的应力变化曲线;得到了破片在侵彻过程中的速度、加速度变化曲线。     

多孔介质热流固耦合有限元分析

探讨了应用有限元分析软件ADINA进行多孔介质热流固耦合的分析方法。以石油生产中的热力采油为例,对多孔介质热流固耦合问题进行数值模拟。分析了在热力采油过程中由于注蒸汽以及流体流动等因素对储油层的影响。对开采选址与提高石油产量有一定的参考意义。     

多孔介质热流固耦合有限元分析

探讨了应用有限元分析软件ADINA进行多孔介质热流固耦合的分析方法.以石油生产中的热力采油为例,对多孔介质热流固耦合问题进行数值模拟.分析了在热力采油过程中由于注蒸汽以及流体流动等因素对储油层的影响.对开采选址与提高石油产量有一定的参考意义.     

油井套管橡胶密封的有限元分析

采用非线性有限元软件,对油井套管橡胶密封的应力进行了分析,计算出橡胶密封装置的应力分布。分别考虑了载荷、摩擦系数、密封间隙和橡胶密封筒高度对应力分布的影响。分析表明,载荷、密封间隙、橡胶密封筒高度对应力最大值有影响,而摩擦系数影响很小。可以根据这些计算结果,对实际设计的橡胶密封筒进行优化设计。     

基于热网络的汽车变速箱热分布的有限元分析

建立了汽车变速箱轴系和齿轮的有限元分析网格模型．基于热网络法求出变速箱在实际工况下各节点的稳态温升来确定边界条件,获得了轴系和齿轮的温度场分布状况,从而根据实际工况对齿轮装置从整体到局部的热分布作了详细的描述．     

具有压电材料薄板稳定性的有限元法

考虑一均匀各向同性薄板结构,在板面内受面力作用,且在板的上下表面离散分布着压电执行元件。设每块压电片具有相同的材料,且作用相同电压。不考虑压电元件对整体结构刚度的影响;只考虑执行元件对板的逆压电效应,而不考虑板弯曲对执行元件中电场强度的影响。要根据压电材料的逆压电效应,利用三角形三节点单元,用变分原理导出压电结构反平面应力问题位移法的有限元表达式以及在大找度小变形情况下的稳定性有限元特征方程。可利     

钢筋混凝土剪力墙结构几何和材料双重非线性静力分析的伪动力有限元法

本文进一步发展了不需存贮结构刚度矩阵和求解非线性方程组的伪动力有限元法以应用于钢筋混凝土剪力墙结构的非线性静力分析，文中对钢筋混凝土材料采用Vecchio和Collins的非线性弹性抹平旋转裂缝模型，几何非线性采用Green应变公式计算，用平面应力三角形单元离散剪力墙结构，时间积分采用显示中心差分格式，数值计算表明，本文方法有效可靠．