可视化的二维温度场分布反演软件对温度场重建分布起到了重要的作用。基于可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)技 术,结合代数迭代算法(algebraic reconstruction technique, ART)和Python设计语言,在读取两组积分吸光度的基础上,设计了二维温度场分布的可视化软件。 结合激光吸收光谱技术和计算机断层扫描方法,封装了二维温度场重建的算法。在此基础上,添加可视化的操作界面,实现二维温度场重建的原 始分布和插值后的分布。针对高斯分布的重建,与原始分布进行比较,结果显示,中心区域温度值较高,边缘较小。结果表明, ART算法和TDLAS技术的结合能够 很好地实现二维温度场的反演,克服了TDLAS视线测量的缺陷。

为了研究激光辐照焦平面探测器的温度效应，采用ANSYS有限元软件建立高斯脉冲激光辐照锑化铟红外焦平面探测器的3维结构分析模型，并对该探测器3维温度场效应进行了研究。结果表明，激光辐照下，探测器最大温度出现在最上层的锑化铟芯片上，探测器最大温度达到锑化铟芯片熔点温度798K时，将会引起探测器的热熔融损伤，且熔融损伤阈值受到脉宽、光斑半径等激光参量的影响;高斯脉冲激光辐照下，探测器中各层材料的温度场分布呈现出非连续的高温极值区域，其主要原因是位于锑化铟红外焦平面探测器中间层相间分布的铟柱和底充胶具有迥异的热学性质，并且造成探测器温度场云图中锑化铟芯片、底充胶与硅读出电路高温极值区域形成类似于互补的高温分布。这为进一步研究温升效应引起的应力场分布、提高探测器激光防护性能提供了重要的理论分析依据。

为了更好地理解高分子材料与金属材料的激光微焊接机理，利用软件ANSYS建立高斯热源模型，对生物高分子材料聚对苯二甲酸乙二酯(PET)与医用金属材料纯钛的激光微焊接温度场进行了动态模拟；利用红外热像仪测定焊接过程瞬态最高温度变化，用超景深数字显微镜测量实际焊接中焊缝宽度，其测量结果与仿真结果基本吻合；最后对温度场仿真结果进行了分析。结果表明，移动热源前方的等温线分布密集且温度梯度大，后方的等温线稀疏且温度梯度小；在垂直于焊缝中心不同位置的节点都存在着快速升温及相对缓慢的降温过程，同时，节点越靠近焊缝中心，温度变化越剧烈，所能达到的最高温度就越大。该结果证明了所建立的移动高斯面热源模型在激光微焊接PET/Ti温度场模拟中的适用性。

近年来，透明材料的激光透射焊接成为国内外研究的热点。本研究通过在透明材料界面制备低熔点薄膜来增大透明材料对激光的吸收率，从而实现双透明材料的激光焊接。本文构建了一个 3D数值模型，数值模拟结果与实验测试吻合较好。另外，还研究了激光焊接过程中温度场的变化过程，并对进一步研究了激光焊接工艺参数对温度场的影响。

分析了伺服系统中丝杠螺母的热特性规律，对丝杠温度场进行了简化建模，以快速准确地预测丝杠温度分布及变化。简化模型能较好地预测丝杠温升过程，但稳态误差较大；通过引进时间修正系数修正了该简化模型，修正后的模型能较好地预测丝杠的稳态温度，但对温度上升过程的预测误差较大；鉴于两个模型的特点，基于分段建模的思想，建立了丝杠温度场分段模型，并辨识了模型参数。实验结果表明，不同单热源实验条件下，预测温度误差值在0.5 ℃以内；双热源实验条件下，预测温度误差值在0.8 ℃以内；显示该模型能较好地预测丝杠温度随时间的变化。