长脉冲与连续激光联合作用下铝合金的应力场仿真

为了给组合使用长脉冲与连续激光作用模式参数的选择提供依据,利用有限元软件ANSYS建立了组合激光辐照2A12铝合金的三维参数化有限元计算模型,进行了不同组合参数下温度场和应力应变场的计算。模拟结果表明,使用连续激光预热能显著增强长脉冲激光的作用效果。预热时间越长,材料的屈服时间(即从施加脉冲激光到材料发生塑性屈服的时间)越短,塑性变形以及屈服范围越大。在占空比为10%的长脉冲串作用下,导热系数较大的铝合金在脉冲间的温度和塑性应变积累并不明显。当激光功率在104 W/cm2量级时,对于同一参数的长脉冲激光,连续激光的预热时间比其功率密度对铝合金的影响更大。