激光熔覆中同軸送粉溫度場(chǎng)理論與實(shí)驗(yàn)研究的開題報(bào)告

激光熔覆中同軸送粉溫度場(chǎng)理論與實(shí)驗(yàn)研究的開題報(bào)告摘要：激光熔覆技術(shù)已經(jīng)成為了一種廣泛應(yīng)用的先進(jìn)制造技術(shù)。同軸送粉技術(shù)是激光熔覆技術(shù)中常用的一種方法。本文立足于同軸送粉技術(shù)，研究其溫度場(chǎng)理論和實(shí)驗(yàn)方法。通過建立數(shù)學(xué)模型，分析同軸送粉過程中的溫度場(chǎng)分布，探究其影響因素，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后，根據(jù)研究結(jié)果，提出了優(yōu)化同軸送粉實(shí)驗(yàn)方案的建議。關(guān)鍵詞：激光熔覆；同軸送粉；溫度場(chǎng)；數(shù)學(xué)模型；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一、研究背景激光熔覆（LaserCladding，LC）技術(shù)是一種先進(jìn)制造技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單一或多種材料的超快速熔化和凝固，從而改變材料的化學(xué)、物理和力學(xué)性能。同軸送粉（CoaxialPowderFeeding，CPF）技術(shù)是激光熔覆技術(shù)中常用的一種方法。通過CPF技術(shù)，可以將粉末狀材料直接噴射到激光光斑區(qū)域，并在激光束的熔化下實(shí)現(xiàn)表面材料的熔融、熔接、凝固。在LC過程中，溫度場(chǎng)的分布對(duì)材料的熔化和凝固過程具有明顯的影響。因此，研究LC中CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)問題具有重要意義。二、研究?jī)?nèi)容本文將研究LC過程中CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)分布問題。具體包括以下內(nèi)容：1.建立數(shù)學(xué)模型，分析CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)分布；2.探究CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)分布受到的影響因素，如激光功率、工作距離等；3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的正確性；4.在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，提出優(yōu)化CPF實(shí)驗(yàn)方案的建議，以改善溫度場(chǎng)分布。三、研究意義研究CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)分布問題，對(duì)于掌握LC過程中CPF技術(shù)的基本規(guī)律，優(yōu)化CPF技術(shù)實(shí)驗(yàn)方案具有重要意義。本研究將為激光制造技術(shù)的發(fā)展提供重要的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，對(duì)加快我國(guó)高端制造業(yè)的發(fā)展，提高制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。四、研究方法本研究將采用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。研究步驟如下：1.基于熱力學(xué)和傳熱學(xué)原理，建立CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)分布的數(shù)學(xué)模型2.利用有限元分析軟件，對(duì)CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行數(shù)值模擬分析，探究它的影響因素3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行CPF技術(shù)的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)4.利用溫度測(cè)量?jī)x等測(cè)試設(shè)備對(duì)CPF實(shí)驗(yàn)過程中的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證模型的正確性5.綜合理論模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出優(yōu)化CPF技術(shù)實(shí)驗(yàn)方案的建議五、預(yù)期目標(biāo)和成果本研究的預(yù)期目標(biāo)和成果如下：1.建立CPF技術(shù)下的溫度場(chǎng)分布數(shù)學(xué)模型，分析其基本規(guī)律和變化特點(diǎn)2.探究CPF實(shí)驗(yàn)過程中的溫度場(chǎng)分布受到的影響因素，提出優(yōu)化CPF實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)化建議3.驗(yàn)證CPF溫度場(chǎng)分布數(shù)學(xué)模型的正確性，對(duì)CPF技術(shù)研究提供理論基礎(chǔ)并加快其應(yīng)用推廣4.發(fā)表論文，參加學(xué)術(shù)會(huì)議，展示研究成果，提高學(xué)術(shù)影響力六、進(jìn)度安排本研究計(jì)劃的進(jìn)度安排如下：2022年9月-10月：文獻(xiàn)調(diào)研，提出研究思路和方案2022年11月-2023年1月：建立CPF溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，完成數(shù)值模擬分析2023年2月-5月：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建2023年6月-9月：進(jìn)行溫度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和結(jié)果分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果2023年10月-2023年12月：撰寫研究論文，參加學(xué)術(shù)會(huì)議七、參考文獻(xiàn)[1]楊程平,熊新蓮,朱禮青.激光熔化熔覆技術(shù)進(jìn)展[J].光學(xué)精密工程,2021,29(8):1846-1857.[2]李博超,肖福厚,張錫富,等.激光熔化熔覆過程中的焊縫表面溫度場(chǎng)[J].光學(xué)技術(shù),2020,