申请/专利权人：江苏大学

申请日：2020-08-13

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN112149321B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06T17/00;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.01.15#实质审查的生效;2020.12.29#公开

摘要：本发明提供了一种脉冲激光除漆的数值模拟方法及其应用，该方法基于ANSYS软件建立三维温度场模型，进行纳秒脉冲激光除漆数值模拟。高速移动的脉冲激光以热通量形式加载至模型表面，移动坐标系实现不同路径的载荷加载，利用特殊曲面网格筛选手段，实现任意曲面上的载荷加载，保证了在材料表面的激光能量分布符合实际，结合生死单元技术去除超过阈值的单元，直观呈现激光除漆后表面形貌。所提出的方法能够解决随着材料去除等情况下非平面载荷施加难题，准确全面实现脉冲激光烧蚀漆层的轮廓预测，从而为高效激光除漆加工参数选择和加工轨迹规划提供理论和技术支持。

主权项：1.一种脉冲激光除漆的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立漆层及基底的双层三维实体模型，并进行网格划分，所述的三维实体模型中，所选的单元类型为8节点六面体热单元；步骤二：设置模型温度场初始条件为环境温度；设置载荷选项为瞬态分析，载荷模式为阶跃载荷；步骤三：以漆层上表面的单脉冲光斑圆心为原点建立坐标系，选取激光轴线入射方向为z轴，并以坐标系原点为脉冲激光施加的位置，定义漆层上表面为z＝0平面；步骤四：选取三维实体模型中垂直于z轴距离不超过光斑半径的节点为激光辐照覆盖区域，并筛选所述激光辐照覆盖区域的节点中周围附着存活单元不足8个的节点，形成激光辐射表面；步骤五：脉冲激光以热通量形式加载至模型表面，所述激光辐射表面处的节点所附着的单元为激光辐照单元；计算单元中心距离z轴h处的激光辐照单元上表面节点所接受的能量载荷q： 其中，a为材料对激光能量的吸收率，P为激光输出功率，f为激光重复频率，d为光斑直径，τ为激光脉冲宽度，t为时间，0tτ；步骤六：根据传热学的热量守恒法，利用时间积分形式进行迭代求解，计算各个节点的瞬时温度；步骤七：将存活单元的瞬时温度达到或超过阈值温度作为生死单元操作的条件，杀死超过阈值温度的存活单元，即可得到单个脉冲激光去除漆层后的形貌。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 江苏大学 一种脉冲激光除漆的数值模拟方法及其应用

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