基于相场法的皮秒激光对金属铜的微观组织影响研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第11-22页 |
| 1.1 引言 | 第11-12页 |
| 1.2 皮秒激光微加工概述 | 第12-16页 |
| 1.2.1 皮秒激光微加工的特点和优势 | 第12-13页 |
| 1.2.2 皮秒激光微加工的应用 | 第13-15页 |
| 1.2.3 皮秒激光微加工的研究现状和发展方向 | 第15-16页 |
| 1.3 微观组织模拟研究进展 | 第16-20页 |
| 1.3.1 蒙特卡罗法(MC法) | 第17页 |
| 1.3.2 元胞自动机法(CA法) | 第17-18页 |
| 1.3.3 相场模拟法(PF法) | 第18-20页 |
| 1.4 课题的来源和意义 | 第20-21页 |
| 1.4.1 本课题的来源 | 第20页 |
| 1.4.2 本课题的研究意义 | 第20-21页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第21-22页 |
| 第2章 皮秒激光与金属作用的宏观温度场模拟 | 第22-34页 |
| 2.1 激光加工机理 | 第22-25页 |
| 2.1.1 激光与金属作用的一般规律 | 第22-23页 |
| 2.1.2 激光与金属作用的物理过程 | 第23-25页 |
| 2.1.3 脉冲激光的烧蚀机制 | 第25页 |
| 2.2 物理模型 | 第25-27页 |
| 2.3 数学模型 | 第27-31页 |
| 2.3.1 温度场建模的基本假设 | 第27页 |
| 2.3.2 激光热源模型 | 第27-28页 |
| 2.3.3 双温模型 | 第28-31页 |
| 2.4 皮秒激光与金属作用的温度场数值模拟 | 第31-33页 |
| 2.4.1 计算域网格划分 | 第31-32页 |
| 2.4.2 初始条件和边界条件 | 第32页 |
| 2.4.3 时间步长的选取 | 第32页 |
| 2.4.4 宏观温度场的模拟结果 | 第32-33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 第3章 熔池晶粒生长的宏微观耦合模型建模 | 第34-53页 |
| 3.1 相场法基本原理和控制方程 | 第34-38页 |
| 3.1.1 基本原理 | 第34-35页 |
| 3.1.2 纯金属的相场模型 | 第35-37页 |
| 3.1.3 多晶粒的相场模型 | 第37-38页 |
| 3.2 温度场与相场模型的耦合关系 | 第38-39页 |
| 3.3 相场模型的数值求解 | 第39-52页 |
| 3.3.1 数值求解方法 | 第39-40页 |
| 3.3.2 相场模型定解条件 | 第40-41页 |
| 3.3.3 初始条件和边界条件 | 第41-42页 |
| 3.3.4 初始形核的设置 | 第42-44页 |
| 3.3.5 相场参数的优化取值 | 第44-51页 |
| 3.3.6 宏微观耦合模型的数值模拟流程 | 第51-52页 |
| 3.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 第4章 微观相场的模拟及激光参数的影响 | 第53-66页 |
| 4.1 皮秒激光作用下纯铜凝固微观组织的模拟 | 第53-57页 |
| 4.1.1 相场模型的验证 | 第53-55页 |
| 4.1.2 熔池不同位置的微观组织形貌 | 第55-57页 |
| 4.2 激光参数对凝固条件的影响 | 第57-60页 |
| 4.3 激光参数对纯铜凝固微观组织的影响 | 第60-64页 |
| 4.3.1 激光能量密度对微观形貌的影响 | 第60-62页 |
| 4.3.2 激光脉冲宽度对微观形貌的影响 | 第62-63页 |
| 4.3.3 激光脉冲个数对微观形貌的影响 | 第63-64页 |
| 4.4 冷却速度与枝晶臂间距的关系 | 第64-65页 |
| 4.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 第5章 总结与展望 | 第66-69页 |
| 5.1 总结 | 第66-67页 |
| 5.2 展望 | 第67-69页 |
| 参考文献 | 第69-77页 |
| 致谢 | 第77-78页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术成果 | 第78页 |
