激光辐照移动平板温度场分布的有限元分析

基于热传导理论,采用有限元方法建立激光辐照无限长移动平板表面激发瞬态温度场的三维模型,用以研究移动平板上下表面瞬态温度场.考虑板材料的热物理参数依赖于温度、板表面的热辐射及对流等因素,计算了上述因素及移动速度对温度场的影响,并进一步讨论了激光半径对温度场的影响.数值结果表明:激光辐照移动平板后,在材料中将产生准稳态温度场;材料热物理参量的温度系数会对激发的温度场分布产生影响;增加对流传热会导致温度峰值和准稳态温度值降低;而表面热辐射的影响可以忽略.此外,增加移动速度会引起温度峰值及准稳态温度值降低,并且到达准稳态所需的时间缩短;温度峰值及准稳态温度值随激光源的半径减小而增加,温度峰值的增幅明显大于准稳态温度值的增幅.

基于高次体波谐振的弹性板厚度测量方法研究

利用压电片在弹性板中激发出的高次体波谐振,提出一种评估弹性板厚度变化的测量方法。根据该层状结构的高次谐振的频率随弹性板厚度变化的关系,给出测量方法的理论分析和数值计算。计算结果表明,并联谐振频率和并联谐振频率间隔与弹性板厚度的偏差量相关。其中,并联谐振频率随厚度偏差量呈线性变化,并具有周期性跳变规律。研究这种跳变规律,能提升高次谐振模式测量板厚的精度。此外,通过对数值仿真算例和实验测量比较,验证了本测量方法的可行性。