Таксанц, Л.Н. Майоров, А.Х. Харахашев ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ Рекомендовано редсоветом МГТУ им. <...> Численное моделирование тепловых полей при лазерной обработке: Учеб. пособие. <...> ISBN 5-7038-2839-2 Дана общая постановка задачи моделирования тепловых полей, рассмотрены возможности применения аналитических и численных методов для исследования тепловых процессов, происходящих в материале, подвергшемуся воздействию концентрированных источников энергии. <...> Особое внимание в пособии уделено численным методам, так как они позволяют учесть зависимость теплофизических свойств материалов от температуры, распределение плотности мощности источника в пятне нагрева, скрытую теплоту фазовых превращений и т. д. <...> Н.Э. Баумана, 2007 В современной промышленности существует огромное количество технологических процессов, таких как сварка, резка, прошивка отверстий, термическая обработка поверхностей различных материалов и другие, при которых используются концентрированные источники энергии. <...> Но перегрев материала в зоне термического влияния приводит и к таким фазовым и структурным превращениям, которые влекут за собой трещинообразование, снижение прочности и коррозионной стойкости изделия и другие негативные последствия, поэтому исследование тепловых процессов, происходящих в материале, необходимо при разработке технологий, использующих концентрированные источники энергии. <...> ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ Тепловые процессы в материале обычно описываются с помощью понятий температурное поле и термический цикл. <...> Термическим циклом называется изменение температуры во времени в данной точке. <...> Термические циклы характеризуют те фазовые превращения, которые происходят в материале при нагреве; они зависят от режима обработки, теплофизических свойств материала и т. д. <...> Поскольку экспериментальное определение термических циклов при лазерной обработке <...>
Численное_моделирование_тепловых_полей_при_лазерной_обработке.pdf
УДК 536.24
ББК 31.31
Т15
Рецензенты: Г.М. Алексеев, В.П. Мороз
Т15
Таксанц М.В, Майоров Л.Н, Харахашев А.Х.
Численное моделирование тепловых полей при лазерной
обработке: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2007. – 120 с.: ил.
ISBN 5-7038-2839-2
Дана общая постановка задачи моделирования тепловых полей, рассмотрены
возможности применения аналитических и численных методов
для исследования тепловых процессов, происходящих в материале, подвергшемуся
воздействию концентрированных источников энергии. Особое
внимание в пособии уделено численным методам, так как они позволяют
учесть зависимость теплофизических свойств материалов от температуры,
распределение плотности мощности источника в пятне нагрева, скрытую
теплоту фазовых превращений и т. д. Приведены конкретные примеры их
применения.
Для студентов специальности «Машины и технология высокоэффективных
процессов обработки».
Ил. 17. Табл. 3. Библиогр. 6 назв.
УДК 536.24
ББК 31.31
ISBN 5-7038-2839-2
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общая постановка задачи исследования тепловых процессов ......... 3
2. Аналитическое решение уравнения теплопроводности....................... 5
3. Зависимость теплофизических свойств материалов
от температуры......................................................................................... 8
3.1. Зависимость теплоемкости от температуры................................... 8
3.2. Зависимость теплопроводности от температуры........................... 10
4. Численные методы решения уравнения теплопроводности................ 12
4.1. Метод конечных разностей.............................................................. 13
4.2. Метод конечных элементов ............................................................. 24
4.3. Сравнение методов конечных элементов и конечных
разностей ........................................................................................... 29
5. Примеры решения уравнения теплопроводности ................................ 30
Приложение 1. Справочные таблицы...................................................... 53
Приложение 2. Примеры применения числовых методов
для расчета тепловых полей....................................................................... 109
Список литературы ..................................................................................... 118
119
Стр.120