t.me/knigoprovod Отправить другу/подруге по почте ссылку на эту страницуВариант этой страницы для печатиНапишите нам!Карта сайта!Помощь. Как совершить покупку…
московское время22.10.19 12:03:57
На обложку
Физика плазмы и магнитная гидродинамикаавторы — Рабинович М. С., ред.
Рассказывает геральдикаавторы — Драчук В. С.
Адаптации пингвиновавторы — Ильичёв В. Д., ред.
б у к и н и с т и ч е с к и й   с а й т
Новинки«Лучшие»Доставка и ОплатаМой КнигоПроводЗаказ редких книгО сайте
Книжная Труба   поиск по словам из названия
ОБРАБОТКА ЗАКАЗОВ ПРИОСТАНОВЛЕНА ДО НОЯБРЯ
Авторский каталог
Каталог издательств
Каталог серий
Моя Корзина
Только цены
Рыбалка
Наука и Техника
Математика
Физика
Радиоэлектроника. Электротехника
Инженерное дело
Химия
Геология
Экология
Биология
Зоология
Ботаника
Медицина
Промышленность
Металлургия
Горное дело
Сельское хозяйство
Транспорт
Архитектура. Строительство
Военная мысль
История
Персоны
Археология
Археография
Восток
Политика
Геополитика
Экономика
Реклама. Маркетинг
Философия
Религия
Социология
Психология. Педагогика
Законодательство. Право
Филология. Словари
Этнология
ИТ-книги
O'REILLY
Дизайнеру
Дом, семья, быт
Детям!
Здоровье
Искусство. Культурология
Синематограф
Альбомы
Литературоведение
Театр
Музыка
КнигоВедение
Литературные памятники
Современные тексты
Худ. литература
NoN Fiction
Природа
Путешествия
Эзотерика
Пурга
Спорт

/Наука и Техника/Физика

Физические основы лазерной резки толстых листовых материалов — Ковалёв О. Б., Фомин В. М.
Физические основы лазерной резки толстых листовых материалов
Научное издание
Ковалёв О. Б., Фомин В. М.
год издания — 2013, кол-во страниц — 256, ISBN — 978-5-9221-1520-9, тираж — 300, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7БЦ, масса книги — 550 гр., издательство — Физматлит
цена: 700.00 рубПоложить эту книгу в корзину
Издание осуществлено при поддержке РФФИ по проекту 12-08-07111

Формат 60x90 1/16. Бумага мелованная. Печать офсетная
ключевые слова — лазерн, излучен, резк, теплофиз, нагрев, плавлен, струйн, толстолистов, разрушен, поверхност, газодинам, навье-стокс, сверхзвуков, дозвуков, кислородно-лазерн

В монографии представлены обобщённые результаты теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия лазерного излучения с металлами при лазерной резке листовых материалов. Внимание уделено построению физико-математических моделей с учётом многообразия теплофизических процессов, главными из которых являются нагрев, плавление и удаление продуктов газовой струёй. Предложена вычислительная технология моделирования пространственных струйных течений рабочего газа, имеющих место при лазерной резке толстолистовых материалов. Представлены оригинальные результаты наблюдения и визуализации процессов внутри лазерного реза в лабораторных условиях. Описаны результаты экспериментальных исследований, выполненных на автоматизированном лазерном технологическом комплексе ИТПМ СО РАН по лазерной резке толстых листов нержавеющей, малоуглеродистой сталей и титана.

Для специалистов в области лазерной обработки конструкционных материалов, а также для аспирантов, магистрантов и студентов университетов.


Использование созданных за последнее время мощных CO2-лазеров и появление на их основе автоматизированных лазерных технологических комплексов по раскрою различных материалов, в том числе и толстолистовых, поставило ряд новых задач, касающихся качества поверхности реза, скорости и эффективности резки при использовании различных вспомогательных газов. Современные лазеры с высоким уровнем контроля качества излучения позволяют обеспечить высокую точность, локальность действия, необходимую скорость и качество обработки материалов.

Авторы данной работы концентрируют своё внимание на физических процессах лазерного взаимодействия с материалами, понимание роли которых, достигается путём объединения усилий в области математического и численного моделирования, лабораторной физической имитации и проведения полномасштабных натурных экспериментов.

Газолазерная резка — широко распространённая технология лазерного раскроя материалов, теоретическому и экспериментальному исследованию которой посвящено большое количество оригинальных статей и монографий. Существующее в мире оборудование имеет устойчивые режимы лазерной резки только для тонких листовых материалов, которые достаточно хорошо изучены и отработаны, как правило, опытным путём. С появлением более мощных CO2- и волоконных лазеров возникает острая необходимость в расчётно-экспериментальном исследовании процессов газолазерной резки для целенаправленного выбора характеристик излучения с учётом: толщины и свойств обрабатываемого материала, сопутствующего газа и термодинамических параметров его истечения. Сложность физической картины процесса, а также потребности практики в настоящее время поддерживают высокую активность исследований в этом направлении.

В настоящее время опубликовано несколько монографий, в которых в разной мере обобщены и проанализированы вопросы, связанные с проблемами лазерной резки материалов. Однако многообразие физических процессов и явлений, протекающих при высоких температурах, характерных для лазерной резки, затрудняет экспериментальную отработку рациональных режимов. Удовлетворительное математическое описание процессов, сопровождающих резку металлов, в настоящее время отсутствует. Объясняется это необходимостью включать в рассмотрение большое количество сопряжённых задач механики сплошных сред и физики лазерного излучения, к которым относятся: канально-щелевое струйное течение сопутствующего газа; неустойчивое течение плёнки расплава, образование волн на поверхности, обусловленное силовым воздействием газа; теплоперенос за счёт теплопроводности в твёрдом металле с криволинейной границей фазового перехода; взаимодействие излучения с металлом и его многократное переотражение внутри узкого канала реза; образование грата, борозд шероховатости и т. д. Большое количество определяющих параметров делает затруднительным только эмпирическое решение данной задачи. При резке толстолистовых металлов огромная роль отводится вспомогательному газу, который ответственен за удаление расплава и чистоту лазерного реза.

К числу главных проблем использования мощных лазеров для резки толстолистовых металлов следует отнести следующее. С повышением мощности излучения, вызванного ростом толщины материала, очень трудно обеспечить необходимое качество одномодового излучения. С ростом толщины металла скорость процесса становится недопустимо низкой. Плохое качество поверхности реза, которое связано с рядом причин, характеризуется повышенной шероховатостью и гратом. Всё это дополняется отсутствием достоверных представлений о механизмах появления борозд шероховатости, так как нет развитых методов регистрации и диагностики процессов, протекающих внутри реза.

Вместе с тем, до сих пор уделялось мало внимания исследованию особенностей гидродинамических процессов при изучении взаимодействия лазерного излучения с металлами. Широко распространено недостаточное понимание явлений, в действительности происходящих при лазерной резке толстолистовых металлов. Как известно, роль вспомогательных газов в этом случае заметно повышается. Это связано с необходимостью организации эффективного удаления расплава в глубоком и узком канале реза. Пульсации газа, которые всегда возникают в зоне торможения потока у поверхности листа, переносятся в область внутри реза. Необходимо решать проблему создания устойчивой струи газа, глубоко проникающей через весь лазерный рез. Применяемые до сих пор звуковые сопла с коническими или цилиндрическими выходными насадками создают газовые струи с большими пульсациями давления. В то же время сверхзвуковые сопла могут обеспечить при определённых условиях относительно устойчивое поле течения газа.

Из-за отсутствия развитых методов диагностики и визуализации нет достоверных представлений о процессах, протекающих внутри лазерного реза. Механизмы образования грата и шероховатости, которая имеет бороздчатую структуру, физически недостаточно обоснованы и математически не описаны.

Перечисленные проблемы определили содержание книги…

ВВЕДЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение5
 
Г Л А В А  1
МОЩНЫЕ ИНДУСТРИАЛЬНЫЕ ЛАЗЕРЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ЛАЗЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ИХ ОСНОВЕ
 
1.1. Физические основы мощных технологических лазеров11
1.2. Типы индустриальных лазеров и области их применения17
1.3. Технологические процессы лазерной обработки материалов30
1.4. Автоматизированные лазерные технологические комплексы
для обработки материалов36
 
Г Л А В А  2
ТЕОРИЯ РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПОД
ДЕЙСТВИЕМ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
 
2.1. Особенности лазерной резки конструкционных материалов
на автоматизированных установках47
2.2. Процессы, сопровождающие лазерную резку материалов, простейшие
оценки и балансовые соотношения53
2.3. Сопряжённые задачи МСС при взаимодействии лазерного излучения
с поверхностью материала58
2.4. Исследование влияния характеристик лазерного излучения на форму
и глубину разрушения поверхности при лазерном воздействии70
2.5. Численный анализ влияния многократного отражения и поглощения
лазерного излучения на форму поверхности разрушаемого материала82
 
Г Л А В А  3
МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКЕ
МЕТАЛЛОВ
 
3.1. Проблемы газовой динамики лазерной резки толстолистовых
материалов91
3.2. Математическая постановка задачи для внешнего и внутреннего
течений газа, полные трехмёрные уравнения Навье-Стокса96
3.3. Метод численного решения и описание алгоритма100
3.4. Тестовые расчёты104
 
Г Л А В А  4
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И МЕТОДЫ
РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ ГАЗА ВНУТРИ
УЗКОГО КАНАЛА
 
4.1. Методы диагностики газовых потоков и постановка задачи
их регистрации110
4.2. Лабораторная модельная установка и методика визуализации
течений газа в канале геометрически подобном лазерному резу115
4.3. Визуализация сверхзвуковых и дозвуковых течений газа в узком
плоском канале119
 
Г Л А В А  5
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ И РАБОЧИХ ГАЗОВ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКЕ
МЕТАЛЛОВ
 
5.1. Отрывные течения нейтрального или инертного газа применительно
к резке нержавеющей стали125
5.2. Дозвуковые течения активного газа кислорода применительно
к лазерной резке низколегированной стали134
5.3. Газодинамика гибридной кислородной резки с поддержкой лазерного
излучения141
5.4. Параметризация гибридной кислородно-лазерной резки
толстолистовой стали152
 
Г Л А В А  6
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ
ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ НА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКЕ
 
6.1. Описание общего подхода к лабораторному моделированию и прямой
регистрации процессов в канале лазерного реза164
6.2. Визуализации процессов плавления, течения и удаления расплава
парафина внутри плоского канала171
6.3. Модели течения и разрушения жидкой плёнки с образованием капель176
6.4. Визуализация лазерной резки легкоплавкого сплава Розе180
 
Г Л А В А  7
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОКИСЛЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ
КИСЛОРОДНОЙ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ И
НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
 
7.1. Лазерно-индуцированное горение железа в потоке кислорода
и образование шероховатости197
7.2. Физико-химическая модель окисления конструкционной стали
под действием лазерного излучения202
7.3. Анализ наблюдаемых закономерностей образования шероховатости
при лазерной резке малоуглеродистой стали с кислородом215
 
Г Л А В А  8
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
ШЕРОХОВАТОСТИ ЗА СЧЁТ ЦИКЛОВ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОГО
ГОРЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В ПОТОКЕ КИСЛОРОДА
 
8.1. Основные уравнения и математическая постановка задачи220
8.2. Разностный метод решения и описание алгоритма227
8.3. Численное моделирование образования борозд шероховатости
при кислородной лазерной резке малоуглеродистой стали229
 
Основные условные обозначения240
Список литературы244

Книги на ту же тему

  1. Основы лазерной обработки материалов, Григорьянц А. Г., 1989
  2. Углеродная фотоника, Конов В. И., ред., 2017
  3. Современные лазерно-информационные технологии, Панченко В. Я., Лебедев Ф. В., ред., 2014
  4. Действие лазерного излучения на полимерные материалы: Научные основы и прикладные задачи. в 2-х книгах (комплект из 2 книг), Виноградов Б. А., Перепёлкин К. Е., Мещерякова Г. П., 2006
  5. Действие лазерного излучения на поглощающие среды, Гарнов С. В., Самохин А. А., ред., 2004
  6. Лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия, Кремерс Д., Радзиемски Л., 2009
  7. Лазерные материалы: Избранные труды, Осико В. В., 2002
  8. Теория переноса излучения: Статистические и волновые аспекты, Апресян Л. А., Кравцов Ю. А., 1983
  9. Качественные методы в физической кинетике и гидрогазодинамике: Учеб. пособие для физич. спец. вузов, Крайнов В. П., 1989
  10. Труды ФИАН; Т. 203. Рентгеновская диагностика лазерной термоядерной плазмы, Склизков Г. В., ред., 1990
  11. Взаимодействие лазерного излучения сверхвысокой интенсивности с плазмой, Коробкин В. В., ред., 1995
  12. Исследование гидродинамической неустойчивости в задачах лазерного термоядерного синтеза методами математического моделирования, Лебо И. Г., Тишкин В. Ф., 2006
  13. Лазерная физика: рентгеновские лазеры, ультракороткие импульсы, мощные лазерные системы, Боровский А. В., Галкин А. Л., 1996
  14. Введение в физику поверхности, Оура К., Лифшиц В. Г., Саранин А. А., Зотов А. В., Катаяма М., 2006
  15. Поверхностная индукционная закалка, Вологдин В. П., 1947
  16. Разрушение металлов, Ежов А. А., Герасимова Л. П., 2004
  17. Газовые лазеры, Мак-Даниель И. У., Нигэн У. Л., ред., 1986

Напишите нам!© 1913—2013
КнигоПровод.Ru
Рейтинг@Mail.ru btd.kinetix.ru работаем на движке KINETIX :)
elapsed time 0.047 secработаем на движке KINETIX :)