Si3N4陶瓷激光加热辅助引弧微爆炸加工温度场仿真

中国机械工程 ›› 2013, Vol. 24 ›› Issue (19): 2557-2561.

Si3N4陶瓷激光加热辅助引弧微爆炸加工温度场仿真

田欣利;李富强;王朋晓;王;龙;唐修检

装甲兵工程学院再制造技术重点实验室，北京，100072

出版日期:2013-10-10 发布日期:2013-10-11
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51075399）
National Natural Science Foundation of China（No. 51075399）

Simulation of Temperature Field for Si3N4 Ceramics during Laser Assisted Micro-detonation Machining with Striking Arc

Tian Xinli;Li Fuqiang;Wang Pengxiao;Wang Long;Tang Xiujian

Science and Technology on Remanufacturing Laboratory,Academy of Armored Force Engineering,Beijing,100072

Online:2013-10-10 Published:2013-10-11
Supported by:
National Natural Science Foundation of China（No. 51075399）

摘要/Abstract

摘要：

介绍了激光加热辅助引弧微爆炸加工技术，建立了温度场数学模型，使用有限元分析软件计算出了加工Si3N4陶瓷时的温度场分布，并研究了工艺参数对温度场的影响。仿真结果表明：用激光加热辅助引弧微爆炸加工使加工温度得到提高，从单独使用引弧微爆炸加工的12 600℃提高到14 381℃;其最高温度随着激光功率的增大而升高，随光斑尺寸的增大而减小，随激光加热点距引弧微爆炸加工点距离的增大先增大后减小，随进给速度的增大而减小。研究结果为揭示激光加热辅助引弧微爆炸加工机理和选择合理工艺参数提供了理论依据。

关键词: 激光加热辅助引弧微爆炸加工, Si3N4陶瓷, 温度场, 有限元仿真

Abstract:

The paper introduced simply the technologies of laser assisted micro-detonation machining with striking arc and established its theoretical model of temperature field. Based on finite element theory, the temperature field of Si3N4 ceramics during laser assisted micro-detonation machining with striking arc was simulated with the aid of finite element analysis software. Furthermore, the influence of process parameters on temperature distribution was studied. The simulation results show the highest temperature is enhanced from 12 600℃ to 14 381℃ only with micro-detonation machining with striking arc. The temperature increases with increment of the laser power and decreases with growth of the size of light spot. With the increase of distance between the laser heating point and processing position, the temperature rises firstly and then drops. The effect of feeding speed on temperature is not so outstanding. The simulation results is reliable and can provide theory evidences for uncovering the machining mechanism of laser assisted micro-detonation machining with striking arc and choosing proper process parameters.

Key words: laser assisted micro-detonation machining with striking arc, Si3N4 ceramics;temperature field, finite element simulation

中图分类号:

TG66

田欣利;李富强;王朋晓;王;龙;唐修检. Si3N4陶瓷激光加热辅助引弧微爆炸加工温度场仿真[J]. 中国机械工程, 2013, 24(19): 2557-2561.

Tian Xinli;Li Fuqiang;Wang Pengxiao;Wang Long;Tang Xiujian. Simulation of Temperature Field for Si3N4 Ceramics during Laser Assisted Micro-detonation Machining with Striking Arc[J]. China Mechanical Engineering, 2013, 24(19): 2557-2561.

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