Лазерные технологии
6. Нелинейные случаи нагрева материала лазерным излучением Нелинейности второго рода
Скачать Содержание

Нелинейности второго рода


s < 1
(6.4)

Таким образом, учёт зависимости A = A(T) для отрезков времени T < τ несуществен, и температура поверхности имеет корневую зависимость T ∼ от времени, как и в случае решения линейной задачи теплопроводности (5.4).

При t ≫ τ из (6.3) можно получить выражение

(6.5)

Следовательно, начиная со времени t ≫ τ, рост температуры выходит на экспоненциальную зависимость.

Учёт температурной зависимости A(T) изменяет значение плотности потока, необходимой для достижения заданной температуры поверхности к концу действия лазерного импульса. Например, при облучении серебра неодимовым лазером с длиной волны 1,06 мкм для достижения на поверхности температуры плавления за τm = 10−8 с без учёта зависимости поглощающей способности от температуры A = A0 имеем qc(1) = 3 · 107 Вт/см2, а с учётом её: A = A(T), qc(1) = 9,5 · 106 Вт/см2.

Графически решения уравнения теплопроводности в случае умеренных плотностей потока (s < 1) приведены на рисунке 1:

1) решение нелинейной задачи при A = A(T);

2) решение линейной задачи при A = A0;

3) решение линейной задачи при среднем значении поглощающей способности .