激光熔覆中同轴送粉温度场理论与实验研究的开题报告

激光熔覆中同轴送粉温度场理论与实验研究的开题报告摘要：激光熔覆技术已经成为了一种广泛应用的先进制造技术。同轴送粉技术是激光熔覆技术中常用的一种方法。本文立足于同轴送粉技术，研究其温度场理论和实验方法。通过建立数学模型，分析同轴送粉过程中的温度场分布，探究其影响因素，并进行实验验证。最后，根据研究结果，提出了优化同轴送粉实验方案的建议。关键词：激光熔覆；同轴送粉；温度场；数学模型；实验验证一、研究背景激光熔覆（LaserCladding，LC）技术是一种先进制造技术，能够实现对单一或多种材料的超快速熔化和凝固，从而改变材料的化学、物理和力学性能。同轴送粉（CoaxialPowderFeeding，CPF）技术是激光熔覆技术中常用的一种方法。通过CPF技术，可以将粉末状材料直接喷射到激光光斑区域，并在激光束的熔化下实现表面材料的熔融、熔接、凝固。在LC过程中，温度场的分布对材料的熔化和凝固过程具有明显的影响。因此，研究LC中CPF技术下的温度场问题具有重要意义。二、研究内容本文将研究LC过程中CPF技术下的温度场分布问题。具体包括以下内容：1.建立数学模型，分析CPF技术下的温度场分布；2.探究CPF技术下的温度场分布受到的影响因素，如激光功率、工作距离等；3.进行实验验证，验证数学模型的正确性；4.在实验验证的基础上，提出优化CPF实验方案的建议，以改善温度场分布。三、研究意义研究CPF技术下的温度场分布问题，对于掌握LC过程中CPF技术的基本规律，优化CPF技术实验方案具有重要意义。本研究将为激光制造技术的发展提供重要的理论和实践基础，对加快我国高端制造业的发展，提高制造业的核心竞争力具有重要的意义。四、研究方法本研究将采用理论和实验相结合的方法进行研究。研究步骤如下：1.基于热力学和传热学原理，建立CPF技术下的温度场分布的数学模型2.利用有限元分析软件，对CPF技术下的温度场分布进行数值模拟分析，探究它的影响因素3.设计实验方案，搭建实验平台，进行CPF技术的相应实验4.利用温度测量仪等测试设备对CPF实验过程中的温度场分布进行实验验证，对比数值模拟结果验证模型的正确性5.综合理论模型和实验结果，提出优化CPF技术实验方案的建议五、预期目标和成果本研究的预期目标和成果如下：1.建立CPF技术下的温度场分布数学模型，分析其基本规律和变化特点2.探究CPF实验过程中的温度场分布受到的影响因素，提出优化CPF实验方案的科学化建议3.验证CPF温度场分布数学模型的正确性，对CPF技术研究提供理论基础并加快其应用推广4.发表论文，参加学术会议，展示研究成果，提高学术影响力六、进度安排本研究计划的进度安排如下：2022年9月-10月：文献调研，提出研究思路和方案2022年11月-2023年1月：建立CPF温度场数学模型，完成数值模拟分析2023年2月-5月：设计实验方案，实验平台搭建2023年6月-9月：进行温度场实验测量和结果分析，总结实验结果2023年10月-2023年12月：撰写研究论文，参加学术会议七、参考文献[1]杨程平,熊新莲,朱礼青.激光熔化熔覆技术进展[J].光学精密工程,2021,29(8):1846-1857.[2]李博超,肖福厚,张锡富,等.激光熔化熔覆过程中的焊缝表面温度场[J].光学技术,2020,