3D model laserového ošetření pohybujícím se zdrojem tepla s obecnou distribuci energie v nosníku

Abstract

Trojrozměrný počítačový model tepelného zpracování materiálu vzorku působením pohybujícího se zdroje tepla byl vytvořen s použitím metody konečných prvků. Pozornost je věnována přípravě složitých okrajových podmínek pohybujícího se zdroje tepla. Okrajové podmínky tepelného zpracování materiálu jsou definovány pomocí koeficientu přestupu tepla se zřetelem na reálné parametry. Tyto parametry zahrnují obecné rozložení energie v laserovém svazku, reálnou rychlost pohybu laseru, aktuální vzdálenost osy laserového svazku od kraje vzorku v případě, že je svazek mimo povrch vzorku, a využití většího počtu laserových stop na povrchu vzorku. Jsou navržena a počítačově simulována různá uspořádání tepelného zpracování vzorku na nichž je sledován vliv různé rychlosti pohybu laserového svazku, vícenásobný pohyb svazku po stejné laserové stopě a pohyb svazku po větším počtu laserových stop. Jsou vyhodnocovány teplotní rozložení ve vzorku a hloubky tepelného zpracování materiálu. Počítačový model může být s výhodou využit k predikci teploty při laserovém zpracování materiálu.