超硬磨料對YAG激光吸收系數(shù)的測定及數(shù)值模擬計算.pdf

1、激光加工的本質是利用材料吸收激光能量改變材料的物理化學結構，因此，研究確定材料對激光的吸收系數(shù)是研究激光加工的基礎，具有重要的理論意義和實際應用價值。 激光修整超硬磨料砂輪作為一種新型的修整技術，正顯示出廣闊的應用前景。照射到砂輪上的激光一部分被磨料和結合劑吸收，另一部分則被反射或透過超硬磨料作用于結合劑上。激光修整的本質是利用磨粒與結合劑吸收激光能量對砂輪進行深度的整形或輕度的修銳，使砂輪達到所要求的幾何形狀誤差和地形地貌。迄

2、今，針對不斷出現(xiàn)的各種超硬磨料對YAG激光的吸收系數(shù)測量研究未見報道。如何準確的測定超硬磨料對激光的吸收系數(shù)，對激光修整超硬磨料砂輪的理論研究和實際推廣應用具有關鍵作用。 本文以試驗研究與數(shù)值模擬計算相結合，以傳熱學為理論基礎，基于集總參數(shù)分析法，設計了超硬磨料對YAG激光吸收系數(shù)的測量裝置，利用熱電偶傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測定出超硬磨料試樣在YAG激光輻照和冷卻過程中的熱電勢，將熱電勢值轉換成相應的溫度值代入吸收系數(shù)計算模型，可

3、得出MBD系列人造金剛石和CBN系列立方氮化硼超硬磨料對YAG激光的吸收系數(shù)。同時對激光平均功率、激光光斑直徑大小、激光連續(xù)輻照頻率、熱電偶傳感器放置位置、試樣本身質量以及絕熱盒的性能等因素對吸收系數(shù)的影響情況進行分析，找出其中的影響規(guī)律及原因。 根據(jù)傳熱學原理分析試驗過程中試樣的熱量傳遞方式及對流換熱形式，同時采用集總參數(shù)分析法計算對流換熱系數(shù)，這是一種針對特殊場合求解對流換熱系數(shù)的方法。對整個試驗過程建立相應的三維非穩(wěn)態(tài)傳熱