UO_2陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构激光切割温度场仿真研究

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成果类型：

期刊论文

论文标题(英文)：

Temperature-Field Simulation of UO_2 Ceramic Pellets-316Ti Stainless Steel Composite Structure During Laser Cutting

作者：

史新灵;肖魏魏;宋妮妮;陈志勇;王湘江;...

作者机构：

[Weiwei X.; Nini S.; Xiangjiang W.] School of Mechanical Engineering, University of South China, Hunan, Hengyang, 421001, China

Hunan Provincial Key Laboratory of Ultra-Fast Micro-Nano Technology and Advanced Laser Manufacturing, Hunan, Hengyang, 421001, China

[Zhiyong C.] School of Electrical Engineering, University of South China, Hunan, Hengyang, 421001, China

[Xinling S.; Xinlin W.] School of Mechanical Engineering, University of South China, Hunan, Hengyang, 421001, China<&wdkj&>Hunan Provincial Key Laboratory of Ultra-Fast Micro-Nano Technology and Advanced Laser Manufacturing, Hunan, Hengyang, 421001, China

语种：

中文

关键词：

激光技术, 激光切割, UO2陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构, 温度场, 切割工艺参数, laser technique, laser cutting, UO2 ceramic pellets-316Ti stainless steel composite structure, temperature-field, cutting parameters

期刊：

激光与光电子学进展

ISSN：

1006-4125

年：

2021

卷：

期：

页码：

1714011

DOI：

10.3788/LOP202158.1714011

机构署名：

本校为第一机构

院系归属：

机械工程学院

电气工程学院

摘要：

为了研究激光切割UO2陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构温度场的分布，考虑了材料的热物性参数与温度的关系，运用ANSYS有限元软件模拟了该复合结构的激光切割过程，通过ANSYS的Fluent模块实现激光热源C语言程序的UDF加载与编译。研究了不同激光切割工艺参数下的温度分布云图，结果表明：温度分布主要呈现为类彗尾状；最高温度集中在切割热源中心处，工件表面的最高温度随着激光功率的增加和切割速度的降低而升高；当激光功率过小或切割速度过大时，工件会因热量输入不足而切不透；当激光功率过大或切割速度过小时，切缝会因材料熔化区域变大而变宽。仿真结果可以对实际切割过程的工艺参数优化提供参...

摘要(英文)：

To investigate the temperature-field distribution of UO2 ceramic pellets-316Ti stainless steel composite structure during laser cutting processes, considering the relationship between thermal physical parameters and the temperature of materials, we simulated the laser cutting process for the composite structure using ANSYS finite-element software. User defined function loading and compiling of laser heat source C language program was realized using the Fluent module of ANSYS. The temperature distribution cloud maps were studied at different cut...

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