激光联合作用下铝合金应力场仿真：长脉冲与连续激光的影响

"长脉冲与连续激光联合作用下铝合金的应力场仿真" 本文主要探讨了长脉冲激光与连续激光联合作用下对2A12铝合金的应力场和温度场的影响。研究中，研究人员利用有限元分析软件ANSYS构建了一个三维参数化的计算模型，以模拟不同组合参数下的激光作用效果。他们发现，通过连续激光预热可以显著提升长脉冲激光处理的效果。预热过程缩短了材料从受到激光照射到发生塑性屈服的时间，增大了塑性变形区域。 在占空比为10%的长脉冲序列作用下，高导热系数的铝合金在相邻脉冲间温度上升和塑性应变的积累并不显著。这表明，对于这类材料，连续激光的预热可能比单纯增加长脉冲激光的功率密度更能有效改变材料性能。尤其当激光功率达到104 W/cm²量级时，预热时间对铝合金的影响甚至超过了激光功率密度的作用。 文章中提到，对于相同的长脉冲激光参数，预热时间的延长比提高激光功率密度更能影响铝合金的响应。这意味着在实际应用中，合理控制连续激光的预热时间和长脉冲激光的参数搭配，可以优化加工过程，减少材料的热损伤，同时提高加工效率和精度。 关键词中的“激光技术”指涉了研究中使用的先进激光处理手段，“双光束”强调了两种不同类型的激光（长脉冲和连续激光）的联合使用，“铝合金”是研究对象，而“预热”和“塑性屈服”揭示了预热对材料塑性行为的影响。“应力场”是关注的重点，它关乎材料在激光处理后的内部应力分布，对材料的性能和后续加工有着关键作用。 总结来说，这项研究为激光处理铝合金提供了新的策略，通过调整连续激光预热和长脉冲激光的参数，可以更好地控制材料的温度和应力应变，从而优化加工效果，这对金属材料的激光加工工艺有重要的指导意义。