短激光脉冲加热下微尺度谐振器的振动特性研究

admin · 发表于前天 16:12

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雅宝题库解析：
在快速激光加工过程中，有两个效应变得十分重要。一个是热传导的非Fourier效应，这是因为在快速激光加工中，激光加热时间短，能流密度高，固体中产生了很大的热梯度，传统的Fourier热传导模型不再适用。Fourier热传导理论中热量的传播速度为无穷大，这在实际过程中是不存在的，而非Fourier效应考虑到能量载子的碰撞过程所需的平均自由时间（热松弛时间），可以消除这种矛盾。另一个是温度场与应变场的耦合导致应力波的耗散，这种耗散导致物体的机械能转化为热能，这种过程是不可逆的。为了更加真实的反映快速激光加热下的热传导过程，本文采用Lord和Shulman提出的包含单松弛时间的广义热弹性理论研究了短激光脉冲作用下微米尺度梁谐振器的热弹性耦合题目。并采用Fourier正反变换和Laplace正反变换的方法求解了控制方程组，得到了该题目的理论解。分析了非均匀分布的激光强度、梁的尺寸以及表面吸收深度对于梁谐振器振动的影响。另外，本文还研究了飞秒激光脉冲加热下金属薄膜的热弹性特性。这里采用抛物型两步热传导模型和热弹性耦合理论得到了该题目的控制方程，并采用Laplace数值反变换的方法得到了金属薄膜的位移、应力、电子温度以及晶格温度的表达式。分析了薄膜厚度对于以上结果的影响。

短激光脉冲加热下微尺度谐振器的振动特性研究

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