三维模型分析：连续激光辐照材料的温度场效应

"连续激光辐照材料的三维温度场分析展示了激光加工中材料温度变化的关键因素。" 在激光加工领域，连续激光辐照材料时产生的三维温度场是一个至关重要的研究主题。该研究由张英聪、沈华和朱日宏等人在南京理工大学进行，他们建立了一个连续激光加热材料的三维物理模型，考虑了实际边界条件。通过积分变换的方法，他们推导出了材料瞬态温度场的解析表达式，这对于理解和预测激光加热过程中材料的行为至关重要。 在分析过程中，研究者利用Matlab软件进行了数值模拟，揭示了激光参数、辐照时间和环境变化如何影响材料的温度上升。他们特别关注了材料的各向异性，发现这种特性会导致温度场的非对称分布，即温度上升并不均匀。这意味着在设计激光加工工艺时，必须考虑到材料的这一性质，以避免不期望的局部过热或冷却不均。 此外，研究还指出，随着激光功率和辐照时间的增加，材料表面的温升也会相应增大。这对激光切割、焊接等应用有直接影响，因为更高的温度可能导致材料熔化或蒸发，影响加工质量。同时，材料侧面与空气之间的对流换热系数也是一个重要因素，它影响着材料表面的温度场分布。这意味着加工环境中风速、湿度等环境因素会间接影响到加工效果。 此研究为激光加工提供了深入的理论支持，有助于优化工艺参数，减少加工缺陷，提高加工精度和效率。对于从事激光加工、材料科学或相关工程领域的专业人士来说，理解这些影响因素及其相互作用对于设计高效、精确的激光加工流程具有重要意义。