Wyniki 1-2 spośród 2 dla zapytania: authorDesc:"ANNA BIEŃ"

Analiza zmian temperatury w warstwie wierzchniej stali podczas impulsowego oddziaływania wiązki laserowej


  Oddziaływanie energii wiązki laserowej na materiał jest analizowane od prawie pół wieku, czyli od wygenerowania monochromatycznej wiązki światła przez pierwszy laser. Obszar badań rozszerzał się wraz z pojawieniem się nowych konstrukcji laserów. Obecnie, mimo tak szerokich badań w tym zakresie [1÷4], problematyka jest ciągle aktualna ze względu na coraz szersze spektrum długości fal generowanych przez urządzenia laserowe, długość impulsów, badanych materiałów - włącznie z tkanką żywą, jak i większymi możliwościami techniki pomiarowej i obliczeniowej. W tym opracowaniu analizie poddano zmiany temperatury w warstwie wierzchniej stali wywołane impulsowym oddziaływaniem wiązki lasera molekularnego CO2. Przedstawiono zmiany temperatury w poszczególnych strefach warstwy wierzchniej w czasie trwania serii impulsów laserowych, jak i podczas jednego impulsu. Rozkłady temperatury w trakcie poszczególnych impulsów w warstwie wierzchniej, uzyskane w wyniku obliczeń metodą elementów skończonych, stanowiły podstawę do określenia zależności pomiędzy zmianami energii w impulsie laserowym a temperaturą w poszczególnych obszarach warstwy wierzchniej, przy założeniu, że reakcja materiału na impuls jest odzwierciedleniem energii w impulsie [2]. Rozpatrywano dwa warianty oddziaływania impulsów laserowych na mikroobszar materiału symulowane za pomocą metody elementów skończonych [4÷7]. Każdy z wariantów obejmował inny zakres czasowy odziaływania wiązki laserowej i inną wartość generowanej mocy średniej. Do opisu rozkładu temperatury w materiale obliczonego za pomocą MES zastosowano program "Statystyka" . Celem opracowania było przedstawienie w postaci funkcji zależności temperatury w warstwie wierzchniej materiału od czasu zarówno w czasie jednego impulsu, jak i serii impulsów laserowych oraz przeanalizowanie wpływu wartości energii w impulsie na grubość warstwy wierzchniej objętej "pulsacją temperatury". MATERIAŁ I METODYKA BADAŃ Wyniki oblic[...]

Numeryczna analiza procesu obróbki laserowej w aspekcie badań materiałowych DOI:10.15199/28.2015.3.10


  W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej metodą elementów skończonych (MES) procesu punktowego oddziaływania impulsowej wiązki laserowej na stal C80U. Wyniki obliczeniowe w postaci rozkładu temperatury w materiale uzyskane w okresie stabilizacji procesu porównano z eksperymentalnymi wynikami określającymi stan materiału po procesie. Na bazie tych dwóch metod uzyskano zarówno informacje o przebiegu procesu (MES), jak i zmianach mikrostrukturalnych w materiale jakie powstały w wyniku procesu oddziaływania wiązki laserowej. Wyniki otrzymane metodą numeryczną pozwoliły na interpretację zachodzących zmian w materiale podczas procesu, jak i wyjaśnienie przyczyn ukonstytuowania mikrostruktury po schłodzeniu materiału. Zastosowanie dwóch metod pozwoliło na dokładniejsze rozpoznanie przebiegu procesu i uzyskanych efektów. Słowa kluczowe: stal, laser, analiza numeryczna, eksperyment, mikrostruktura.1. WPROWADZENIE Metody numeryczne są powszechnie stosowanym narzędziem w ocenie zmian stanu materiału części maszyn po oddziaływaniu na nie sił zewnętrznych lub procesów cieplnych [1]. Metoda elementów skończonych (MES) dostarcza cennych informacji o stanie materiału w trakcie trwania procesu i zmianach właściwości po zakończeniu procesu. Metoda ta ma pewne ograniczenia ze względu na konieczność stosowania założeń, które często są funkcją stanu materiału w trakcie procesu lub są trudno mierzalne, np. absorpcja energii laserowej w trakcie zmian stanów materii, co może wprowadzać nieścisłości w uzyskanych wynikach obliczeń [2÷3]. Ponadto do opisu numerycznego zjawiska przyjmuje się modele, które odzwierciedlają dane zjawisko w sposób przybliżony [4]. Niemniej metody numeryczne w odniesieniu do metod analitycznych są mniej pracochłonne i jeśli nawet wprowadzają błąd, to w większości przypadków metody te pozwalają na jego minimalizację lub nawet eliminację [5÷9]. Dokładne wprowadzenie danych materiałowych z uwzględnieniem ich zmian podczas zm[...]

 Strona 1