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第 卷第 期 苏州大学学报自然科学版 Vol No
年 月 JOURNAL OF SUZHOU UNIVERSITY NATURAL SCIENCE EDITION Jan
收稿日期
作者简介 桂如胜 男安徽阜阳人硕士主要从事现代光学测量研究
高 斯 激 光 辐 照 具 有 涂 层 结构 的 复 合 材 料 的温 度 场 研 究
桂如胜
顾济华
杨波
苏州大学 物理科学与技术学院江苏 苏州苏州市田家炳实验中学江苏 苏州
摘要 基于傅里叶热传导方程考虑有限厚材料的尺寸利用积分变换法得到高斯激光辐照具有涂层结构材
料温度场分布的解析解分析了激光参数和材料尺寸对复合材料温度场分布的影响使用插值法研究了材料
物性参数随温度变化引起的瞬态温度场分布变化对具有涂层的铝合金双层体试件进行了数值计算得到了
分界点热导率值
关键词 温度场模型涂层金属材料双层体临界热导率
中图分类号 TN文献标识码 A文章编号
The research on temperature field of composite materials with
coating structure under Gaussian laser radiation condition
Gui Rusheng
Gu Jihua
Yang Bo
School of Physical Science and TechnologySuzhou UnivSuzhou ChinaTin Ka Ping Senior SchoolSuzhou China
Abstract Considering the sizes of materials with limited thicknessanalytical solutions of the temper
ature field distribution of composite materials with coating structure under Gaussian laser radiation
condition are solved using integral transform based on the Fourier heat exchange equationThe effect
on the temperature field distribution of composite materials according to different parameters of laser
and the sizes of the material is discussedInterpolation method is used to analyze the change of the
instant temperature field distribution caused by the changes of the materials thermal property parame
tersNumerical calculation of the aluminum alloy with doublelayered structure is carried out and the
critical thermal conductivity is given
Key words temperature field modelcoating metal materialsdoublelayered materialscritical ther
mal conductivity
0引言
目前涂层结构材料已经推广应用到汽车航空制造等一些工业领域涂层中温度热流分布状况的分析
对研究涂层的隔热和脱落等具有现实的工程意义表面涂层技术能有机地将基材和表面涂层的特点结合起
来发挥两类材料的综合优势同时满足对结构性能和环境性能的需要以获得相当理想的复合材料结构
对于涂层结构材料温度场分布的计算大多采用积分变换法
有限元法
有限差分法
求出温度
分布方程的数值解在建立温度场模型时采用一维热传导模型
较多对边界条件做了相应假设和处理
降低计算难度和减少了计算量虽然得出了相关结论及对实际操作有指导意义的一些方法但由于没有考虑
热传导现象空间分布的完整性和激光场随时间和空间分布
等因素对温度场分布的影响这样就造成了计
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