作者单位
摘要
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
复合材料的抗激光烧蚀性能一般用烧蚀单位质量所需的激光能量(即烧蚀热)表征,这种表征方式忽略了激光强度与稳定性的影响。以C/SiC复合材料为例,在材料表面热化学平衡分析的基础上,基于复合材料激光烧蚀效应数值模拟程序,计算了不同参数下激光辐照复合材料的烧蚀热,分析了强度、频率、占空比等激光参数对烧蚀效率的影响。研究结果表明,烧蚀热与占空比、激光强度有关,与重复频率关系不大。激光强度越大,烧蚀热越小;占空比减小,单位烧蚀质量所需的能量增大,即烧蚀热随占空比的减小而增大;在平均功率密度及占空比相同的前提下,不同重复频率对加热影响很小。对C/SiC复合材料的激光烧蚀,相同平均功率密度下,激光强度不稳定性越大,烧蚀热的期望值越小。
激光技术 烧蚀热 C/SiC复合材料 激光参数 不稳定性 
中国激光
2013, 40(11): 1103010
作者单位
摘要
1 西北核技术研究所 第五研究室,陕西 西安 710024
2 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
针对切向气流加载导致激光加热金属板在熔化前的穿孔效应,利用金属薄板的弹性弯曲理论,推导出了两种典型光束(方形和圆形)照射下的弯曲挠度表达式,利用Mises理论给出了非熔化穿孔的破坏判据。研究结果表明: 激光加热下材料强度降低是出现非熔化穿孔破坏的主要机理; 薄板在光斑区的最大变形与气流速度、光斑直径、板厚与弹性模量(U2a4/Eh3)相关,穿孔破坏温度与气流速度、光斑直径及板厚(Ua/h)2相关; 与方形光斑辐照相比,圆形光斑辐照的破坏阈值稍高一些。数值计算结果表明: 0.8 Ma切向气流作用下,铝合金壳体的激光破坏能量阈值大大降低(可达40%~50%),典型不锈钢壳体的破坏阈值降低相对较小(20%左右),气流作用导致金属板破坏阈值的下降是需特别关注的问题。
激光辐照 激光加热 切向气流 薄板弹性弯曲 非熔化穿孔效应 破坏温度 laser irradiation laser heating tangential airflow thin plate elastic bending burn-through with no-melting effect damage temperature 
中国光学
2013, 6(3): 332
作者单位
摘要
1 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
2 西安交通大学 电信学院, 西安 710049
研究了激光辐照金属材料过程中的氧化放热模型, 采用有限元方法编制了计算程序, 数值计算了激光辐照钢板在吹空气、吹氮气以及不吹气条件下温升的时空分布, 分析了氧化放热量的大小。数值计算结果表明: 吹氮气和不吹气条件下, 钢板背表面温升的差异不大; 在吹空气条件下, 氧化放热量约占钢板中沉积能量的34.6%。数值计算结果与文献报道的实验结果符合得很好。
高能激光 温升 气流 氧化 有限元法 high-energy laser temperature rising air flow oxidation finite-element method 
强激光与粒子束
2010, 22(11): 2531

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