基于三温耦合模型的面齿轮材料烧蚀特征研究

摘要：

针对飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA,建立了电子-自旋-晶格三温耦合模型.仿真分析了面齿轮材料在1.035、2.467、3.899、4.506和5.252 J/cm2能量密度下,电子、自旋和晶格在单脉冲能量效应下30 ps内温度变化过程,通过试验研究了不同能量密度下烧蚀凹坑形貌和粗糙度等特征的演变关系.研究表明,自旋系统温度最终被晶格系统温度冷却,随着能量密度的增大,电子温度急剧上升且电子、自旋和晶格温度的平衡时间也增大.烧蚀凹坑的直径和深度随着能量密度的增加而变大,齿面粗糙度随着能量密度的增加并不会持续变小.试验验证了三温耦合模型仿真的面齿轮材料烧蚀特征,可为提高面齿轮加工质量提供参考.

关键词：面齿轮、三温耦合、能量密度、凹坑形貌、粗糙度

所属期刊栏目：42

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;湖南省自然科学基金项目;湖南省自然科学基金项目;机电汽车湖北省优势特色学科群开放基金;机电汽车湖北省优势特色学科群开放基金;湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队

在线出版日期：2023-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：81-92