مدل سازی فرایند فراصوت لیزری در رژیم دما-ارتجاعی به روش اجزای محدود

دراینمقاله،انتشارامواجفراصوتیحاصلازتابشپرتولیزربهسطحیکجسمجامددررژ یمدما-ارتجاعی  وتاآستانهتبخیرمادهبااستفادهازحل کنندهکد-استر(Code-Aster) به صورتدوبعدیمدل سازیشده است. برخلاف مطالعات پیشین، مسئله فراصوت لیزری در دو مرحله و با مش ها و گام های زمانی متفاوت و مورد نیاز هر یک از بخش های تحلیل حرارتی و مکانیکی حل شده است که این امر باعث کاهش چشمگیری در زمان محاسباتشده است. انتشار امواج فراصوتی حاصل از تابش لیزر Nd:YAG با طول موج ۵۳۲ نانومتر، خیز پالس ۵ نانوثانیه و شدت لیزر حداکثر ۱۰ میلی ژول به صورت تابعی از زمان در کل قطعه محاسبه شده و موج های طولی و عرضی حاصل و نیز رفتار حرارتی ماده در اثر تابش پرتو بررسی شده است. زمان انجام محاسبات برای تحلیل های مجزای حرارتی و مکانیکی روی رایانه ای که برای این کار استفاده شد، جمعا یکساعت و ۵۵دقیقه بوده است؛ درحالی که در تحلیل هم زمان، محاسبات حداقل ۱۱ساعت و ۲۹دقیقه طول می کشد. نتایج به دست آمدهباداده هایآزمایشگاهیوعددیسایرمحققانمقایسهشدهاست. تطابقخوبنتایج،درستیمدل سازیراتایید می کند و نشان می دهد که کد موجود،رفتار حرارتی و مکانیکی فراصوت لیزری را به درستی و با سرعتی بیشتر از روش های پیشین محاسبه کرده است.

کلیدواژه ها:

لیزر ، فراصوت ، اجزای محدود ، کد-استر ، ارزیابی غیرمخرب