Курсова робота
з дисципліни «Теоретичні основи обробки КПЕ»
на тему «Розрахунок температурного поля при впливі концентрованими потоками енергії»
Зміст
Введення
1.Теоретіческая огляд. Температурне поле
2.Проектний розрахунок
2.1Вибор формули
2.2Расчет з графічним представленням
.Проверочний розрахунок
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Теоретичне і експериментальне вивчення теплових процесів у зоні енергетичного впливу дозволяє виділити загальні закономірності і визначити основні напрями вдосконалення технологічних процесів. Необхідні характеристики матеріалу при впливі лазерного випромінювання створюються відповідною зміною теплового стану точок об'єму тіла. Характер теплових процесів визначається параметрами впливу: щільністю потужності, часом впливу, геометричними параметрами зони обробки і розподілом енергії по перетину пучка. Сформулювати основні вимоги до джерела випромінювання для здійснення оптимальних високоефективних режимів дозволяє теоретичне прогнозування теплових процесів. Наближені аналітичні рішення відомих систем диференціальних рівнянь з відповідними початковими і граничними умовами можуть використовуватися у відносно простих схематизованих моделях для проведення якісного та наближеного кількісного аналізу теплових явищ. Зростаючі можливості обчислювальних коштів зумовлюють широке застосування чисельних методів розв'язання нестаціонарних тривимірних задач нелінійної теплопровідності.
Технічний прогрес і програмне забезпечення для персональних комп'ютерів досягли такого рівня, коли фахівець має можливість створювати моделі різних процесів і проводити аналіз результатів імітаційного моделювання.
У повсякденній практиці інженерів процес обчислень і видачі рекомендацією за параметрами різних технологічних режимів обробки займає основне місце.
Математичні розрахунки із застосуванням систем високого рівня (MathCAD, MatLAB, Mathematica і ін.) не вимагають знань системного програмування. Ці системи дозволяють у формалізованому вигляді будувати математичні моделі фізичних процесів і проводити розрахунки технологічних параметрів.
У сьогоденні курсова робота виконана в математичній системі MathCAD 2001 Prof. Для їх виконання достатньо володіти загальними навичками роботи на персональному комп'ютері. У процесі розрахунків потрібно проводити деякі обчислення для досягнення оптимальних значень, що задовольняють вимогам завдання.
тепловиділення імпульс плазмотрон плавлення
1. Теоретичний огляд. Температурне поле
Передача енергії від тонкого поверхневого шару до обсягу матеріалу здійснюється за допомогою різних механізмів теплопровідності (електронної, фононної, променистою).
Визначальне значення при цьому має температура поверхні.
Так, при низьких температурах істотну роль грає фононний теплопровідність. Однак при високих значеннях температури фононний теплопровідність мала в порівнянні з електронною. У найбільш поширеному в практиці лазерної обробки температурному діапазоні від сотень до кількох тисяч градусів основний механізм передачі енергії від поверхні в глиб матеріалу - електронна теплопровідність. Променистої теплопровідністю зазвичай нехтують, оскільки вона характерна для температур поверхневого шару більш 104C.
Передача енергії від поверхневих шарів в глиб напівпровідника здійснюється різними механізмами теплопровідності. У початковий період переважає фононний теплопровідність, так як концентрація вільних фотоелектронів мала. Але зі збільшенням концентрації вільних фотоелектронів все більш істотною стає електронна теплопровідність.
Оцінку процесів теплообміну в твердому тілі при опроміненні його лазерним променем можна провести теоретично або експериментально.
У теоретичних розрахунках теплових процесів зазвичай розглядають три типи розподілу питомого теплового потоку - точкове, гауссово і рівномірне по плямі нагріву.
При імпульсній обробці в більшості випадків передбачається гауссово розподіл питомого теплового потоку.
При розрахунку температурних полів у матеріалах після впливу КПЕ необхідно враховувати ряд особливостей.
По-перше, потрібно знати закон розподілу щільності Теплотворна потоків. На практиці при аналізі теплових процесів зазвичай відомі кількість теплоти Q або середня потужність тепловиділення W за час t і потрібно при заданому законі розподілу визначити найбільшу щільність q0. У таблиці 1 навед...
