表面織構(gòu)即通過(guò)某種加工方式在材料表面加工出微納尺度、具有特定形狀和分布方式的微結(jié)構(gòu)。近年來(lái)的模擬研究及理論分析結(jié)果表明,對(duì)表面織構(gòu)底部形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠有效提升織構(gòu)摩擦副的摩擦學(xué)性能,但由于受到制備工藝的限制,對(duì)織構(gòu)底部形狀的影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究還較為缺乏。理論上,通過(guò)控制激光光強(qiáng)分布并控制熔融層厚度,可實(shí)現(xiàn)孔形的有效控制。因此,實(shí)現(xiàn)可控底部織構(gòu)的構(gòu)建關(guān)鍵在于對(duì)實(shí)現(xiàn)熔融層厚度的控制。為此,本文通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法考察了納秒激光加工中激光參數(shù)對(duì)熔融層厚度的影響規(guī)律,具體開(kāi)展了如下工作:首先,構(gòu)建納秒激光加工模型,模擬過(guò)程中把激光燒蝕模型簡(jiǎn)化成二維的對(duì)稱結(jié)構(gòu)。然后,使用DistMesh網(wǎng)格劃分工具對(duì)模型進(jìn)行不規(guī)則劃分,采用有限差分法對(duì)模型進(jìn)行離散求解。最后,通過(guò)納秒激光加工實(shí)驗(yàn)中的微結(jié)構(gòu)火山口相對(duì)高度激光參數(shù)的變化規(guī)律來(lái)驗(yàn)證模擬結(jié)果,進(jìn)一步驗(yàn)證了納秒激光加工熔體厚度的可控性。采用雙溫模型模擬研究了熔體厚度、燒蝕輪廓隨激光參數(shù)（包括激光能量密度、脈沖數(shù)量以及脈沖寬度）的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在低能量密度條件下,熔體厚度隨能量密度的增加而略有減少;隨脈沖數(shù)量的增加,熔體厚度的變化呈上升... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 表面織構(gòu)改善摩擦學(xué)性能研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.2 表面織構(gòu)制備方法
    1.3 激光與材料的相互作用一般規(guī)律
    1.4 脈沖激光加工技術(shù)
        1.4.1 飛秒激光加工技術(shù)
        1.4.2 皮秒激光加工技術(shù)
        1.4.3 納秒激光加工技術(shù)
    1.5 激光加工數(shù)值研究現(xiàn)狀
    1.6 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 納秒激光加工模型和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
    2.1 建模方法
        2.1.1 雙溫模型
        2.1.2 網(wǎng)格劃分
        2.1.3 定義參數(shù)
        2.1.4 數(shù)值方法
    2.2實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 表面織構(gòu)的納秒激光加工
        2.2.2 微結(jié)構(gòu)測(cè)量
第三章 激光能量對(duì)熔體厚度的影響
    3.1 引言
    3.2 模擬參數(shù)
    3.3 結(jié)果和分析
        3.3.1 脈沖數(shù)量對(duì)鋁合金熔體厚度的影響
        3.3.2 脈沖數(shù)量對(duì)不同材料熔體厚度的影響
        3.3.3 激光能量對(duì)鋁合金熔體厚度的影響
        3.3.4 脈沖能量對(duì)不同材料熔體厚度的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 脈沖寬度對(duì)熔體厚度的影響
    4.1 引言
    4.2 模擬參數(shù)
    4.3 結(jié)果和分析
        4.3.1 脈沖寬度對(duì)鋁合金熔體厚度的影響
        4.3.2 脈沖寬度對(duì)不同材料熔體厚度的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 激光光強(qiáng)分布對(duì)織構(gòu)底部形狀的影響
    5.1 引言
    5.2 理論基礎(chǔ)
    5.3 數(shù)值模擬
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果及參與科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]材料的表面形貌和力學(xué)性能對(duì)混合潤(rùn)滑的影響[D]. 張闊.吉林大學(xué) 2012
[2]激光仿生耦合處理灰鑄鐵的摩擦磨損性能[D]. 宋起飛.吉林大學(xué) 2007

碩士論文
[1]織構(gòu)對(duì)鋁合金表面潤(rùn)濕性和摩擦學(xué)性能的影響[D]. 馬明明.大連海事大學(xué) 2018
[2]納秒激光薄鋁板精密打孔研究[D]. 熊厚.湖北工業(yè)大學(xué) 2016
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[4]圓柱內(nèi)表面電解加工微小凹坑陣列技術(shù)研究[D]. 宮超林.南京航空航天大學(xué) 2012
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[6]不同材料激光表面微造型實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)值模擬[D]. 楊勝軍.江蘇大學(xué) 2008
[7]金屬材料脈沖激光刻蝕微加工的基礎(chǔ)研究[D]. 劉院省.北京工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3472338