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激光辐照层合板的数值模拟与试验对比
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:0
  • 页码:81-86
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学] TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]北京工业大学机电学院,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金(10972013)资助课题
  • 相关项目:强激光辐照复合材料结构烧蚀破坏的理论与实验研究
作者: 朱凯|龙连春|
中文摘要:

对激光辐照复合材料层合板的应力应变进行模拟分析,获得了应力应变场分布及其变化规律。数值模拟首先获得试件各点随激光辐照时间变化的温度场,然后将温度场导入并分析了试件的热应力和热应变。结果显示:沿纤维方向应力由中心的最大拉应力过渡到距光斑边缘约5mm处的最大压应力后逐渐减小;垂直纤维方向应力在光斑内及其附近均是压应力;Mises应力在光斑中心处最大并随各位置到中心距离的增大而减小。热冲击使各点应力在辐照初期产生波动,光强越大,波动的时间点越早。为了验证数值分析模型,在激光辐照的复合材料层合板正面光斑周围粘贴应变片,用动态应变仪测试多点的应变并与数值结果进行对比,数值模拟应变与实测应变吻合较好,最大相对误差为18.4%。

英文摘要:

Through the simulation of laminated plate irradiated by laser,the distribution of stress and strain is found.Firstly,temperature field is gotten through numerical simulation,and then the thermal stress and strain are obtained by inputting the temperature field to the analysis model.The result shows that stress along the fiber decreases after the transition from the maximum tensile stress at the center point to the minimum compressive stress at the point about 5 mm away from the edge of the laser spot;stress perpendicular to the fiber is always compressive stress in the laser spot and the surrounding area;Mises stress reaches the maximum at the center point and decreases with the increase of the distance to the center point.Thermal strike causes the fluctuation,and the larger the laser intensity,the earlier the fluctuation happens.In order to verify the numerical model,the strain gauges are stuck around the laser spot on the front face of laminated plate under laser irradiation.The strains of the points are tested with dynamic strain instrument.The strain of simulation coincides with experiment nicely,the maximum relative error is 18.4% between the simulation and experiment results.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849