| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第14-35页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第14-17页 |
| 1.1.1 激光制造技术的发展 | 第14页 |
| 1.1.2 激光打孔技术的特点及意义 | 第14-16页 |
| 1.1.3 毫秒激光在激光打孔技术中的地位 | 第16-17页 |
| 1.2 激光打孔技术国内外研究进展 | 第17-33页 |
| 1.2.1 熔融喷溅现象的研究进展 | 第17-24页 |
| 1.2.2 重铸层形成的研究进展 | 第24-30页 |
| 1.2.3 微裂纹形成的研究进展 | 第30-33页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第33-35页 |
| 2 毫秒激光打孔的流体动力学模型 | 第35-53页 |
| 2.1 小孔表面重构的数值模拟方法及原理 | 第35-40页 |
| 2.1.1 自由表面重构方法 | 第35-37页 |
| 2.1.2 Level Set方法基本原理 | 第37-40页 |
| 2.2 毫秒激光打孔过程固、液、气三相统一的控制方程 | 第40-47页 |
| 2.2.1 固/液界面追踪模型 | 第40-42页 |
| 2.2.2 气/液界面追踪模型 | 第42-44页 |
| 2.2.3 气/液界面作用力及热源模型 | 第44-47页 |
| 2.2.4 毫秒激光打孔模型改进形式的控制方程 | 第47页 |
| 2.3 初始条件和边界条件 | 第47-48页 |
| 2.3.1 初始条件 | 第48页 |
| 2.3.2 边界条件 | 第48页 |
| 2.4 毫秒激光打孔过程的数值模拟与方法实现 | 第48-52页 |
| 2.4.1 选择物理场 | 第48-49页 |
| 2.4.2 建立几何模型 | 第49-50页 |
| 2.4.3 定义物理参数 | 第50页 |
| 2.4.4 设置边界条件 | 第50页 |
| 2.4.5 划分有限元网格 | 第50-51页 |
| 2.4.6 求解器选择 | 第51-52页 |
| 2.4.7 可视化后处理 | 第52页 |
| 2.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 3 毫秒激光打孔过程熔融喷溅的仿真研究与实验验证 | 第53-66页 |
| 3.1 毫秒激光打孔过程熔融喷溅的仿真研究 | 第53-58页 |
| 3.1.1 材料的热物理性能 | 第53-54页 |
| 3.1.2 熔融喷溅现象的动态过程研究 | 第54-55页 |
| 3.1.3 熔融喷溅现象的机理分析 | 第55-58页 |
| 3.2 毫秒激光打孔过程熔融喷溅的实验研究 | 第58-61页 |
| 3.2.1 实验系统及主要参数 | 第59页 |
| 3.2.2 观测、分析系统及主要参数 | 第59页 |
| 3.2.3 毫秒激光打孔过程的光路设计 | 第59-61页 |
| 3.3 熔融喷溅的实验研究结果及理论仿真数据验证 | 第61-65页 |
| 3.3.1 小孔几何形貌验证 | 第61-62页 |
| 3.3.2 熔融喷溅动态特性验证 | 第62-64页 |
| 3.3.3 熔融喷溅比重验证 | 第64页 |
| 3.3.4 小孔表面喷溅液体沉积形貌验证 | 第64-65页 |
| 3.4 本章小结 | 第65-66页 |
| 4 毫秒激光打孔过程重铸层形成的数值仿真与实验研究 | 第66-79页 |
| 4.1 毫秒激光打孔过程重铸层形成的数值仿真 | 第66-73页 |
| 4.1.1 材料的热物理特性 | 第66-68页 |
| 4.1.2 毫秒激光打孔过程中的蒸汽喷射和熔融喷溅排除现象 | 第68-69页 |
| 4.1.3 毫秒激光打孔过程中重铸层的生长和小孔形成 | 第69-71页 |
| 4.1.4 脉宽参数对熔融液体流速影响及重铸层形成 | 第71-73页 |
| 4.1.5 重铸层形成的热-力耦合机制分析与讨论 | 第73页 |
| 4.2 毫秒激光打孔过程重铸层形成的实验研究 | 第73-78页 |
| 4.2.1 实验系统及主要参数 | 第73-74页 |
| 4.2.2 观察、分析系统及主要参数 | 第74-75页 |
| 4.2.3 毫秒激光打孔过程重铸层形成的实验研究及数值模拟结果验证 | 第75-76页 |
| 4.2.4 重铸层的实验观测结果与数值仿真数据的验证 | 第76-78页 |
| 4.3 本章小结 | 第78-79页 |
| 5 毫秒激光打孔的热应力模型与微裂纹形成 | 第79-105页 |
| 5.1 毫秒激光抒孔的热应力模型 | 第79-82页 |
| 5.1.1 热传导理论 | 第80-81页 |
| 5.1.2 热弹性理论 | 第81-82页 |
| 5.2 理论模型的有限元分析 | 第82-90页 |
| 5.2.1 热传导方程的有限元分析 | 第82-83页 |
| 5.2.2 热-弹塑性方程的有限元分析 | 第83-90页 |
| 5.3 热应力场的仿真结果与微裂纹形成 | 第90-104页 |
| 5.3.1 材料的热力学参数 | 第90-91页 |
| 5.3.2 数值仿真结果的实验验证 | 第91-93页 |
| 5.3.3 小孔演化形成与激光后作用现象 | 第93-94页 |
| 5.3.4 小孔成形过程温度场的演化 | 第94-96页 |
| 5.3.5 小孔成形过程应力场演化与微裂纹形成 | 第96-104页 |
| 5.4 本章小结 | 第104-105页 |
| 6 总结与展望 | 第105-108页 |
| 6.1 论文总结 | 第105-106页 |
| 6.2 工艺优化的方向与路径 | 第106-107页 |
| 6.3 研究展望 | 第107-108页 |
| 致谢 | 第108-110页 |
| 附录 | 第110-111页 |
| 参考文献 | 第111-124页 |
