研究目的
研究激光功率为10.0瓦和20.0瓦时热应力与温度分布对氧化铝陶瓷材料去除的影响。
研究成果
研究表明，提高激光功率会因产生更高温度而增强材料去除率，这有助于更轻松地实现指定的沟槽尺寸。热应力分析显示其对材料去除的影响极小，但更高激光功率会增强这种影响，从而有助于获得更好的材料去除率。
研究不足
该研究仅限于使用ANSYS模拟激光功率对氧化铝陶瓷的影响，未进行物理实验验证。
激光功率10.0瓦与20.0瓦作用下氧化铝陶瓷材料去除过程中的热应力及温度分布分析
DOI：10.1016/j.matpr.2018.02.266
期刊：Materials Today: Proceedings
出版年份：2018
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
该研究探讨了10.0瓦和20.0瓦激光功率作用下氧化铝陶瓷的热应力及温度分布情况。论文还分析了热应力与温度分布对材料去除过程的影响。当采用激光进行微沟槽加工时，温度分布起着关键作用——激光释放的大量热量会影响材料并形成热影响区，导致材料熔融汽化。同时，热效应产生的热应力也有助于实现优质材料去除。通过控制激光沟槽机的工艺参数，可获得特定尺寸要求的精确沟槽，这也决定了材料去除量。
鉴于激光加工在生物医学工程、航空航天、汽车等行业的高需求应用现状，研究激光作用区域（因激光束释放热能产生）的温度分布及材料体内导致材料去除的相应热应力尤为重要，这对实现高精度沟槽加工具有关键意义。本研究采用ANSYS有限元分析法，模拟了不同激光功率下的温度分布与等效应力。文中展示了10.0W和20.0W工况的温度分布有限元图谱及材料去除量数据，100W和200W工况的等效应力有限元图谱及图表，并对比分析了10.0W与20.0W激光功率的影响差异。
作者：
Salila Ranjan Dixit，Dr. Debabrata Dhupal
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