破裂膜片表面微结构飞秒激光加工温度场分析

金属表面微结构加工精度是决定破裂膜片工作性能稳定的关键因素,直接影响发动机点火的成败。基于热传导方程建立破裂膜片表面微结构刻痕加工过程的光、热耦合仿真模型,通过理论分析和仿真计算微结构温度场,基于库伦爆炸原理研究飞秒激光加工表面刻痕微结构的成形机制,并分析激光脉冲参数对刻痕微结构成形的影响规律。结果表明,飞秒激光单脉冲烧蚀作用呈现非热熔态,加工热影响区小,随着脉冲能量持续作用,金属表面热累积的平衡温度逐渐升高,最终达到热累积平衡态。通过适当降低脉冲能量,同时保持能量值大于铝合金材料的烧蚀阈值,可显著减少加工剩余热量,有效预防加工中铝合金材料表面氧化;在保证加工效率的前提下,通过降低脉冲重复频率可减少热累积平衡温度,提高功能部件表面微结构的加工精度。

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本文档关键词:破裂,激光,表面,加工,微结构