Общий порядок выполнения работы

1. Получить задание у преподавателя.

2. Запустить программу MathCAD 2001 Prof., щелкнув указателем мыши по соответствующей пиктограмме.

3. Открыть соответствующий файл. После окончания работы в среде MathCad не забудьте сохранить ваш файл под ДРУГИМ именем.

4. Выбрать из приложения 2 и/или [1-3] необходимые для расчета параметры материала.

5. Ввести из табл. 1 в соответствующие ячейки необходимые для расчета теплофизические константы.

6. Ввести из табл. 2 параметры лазерной или электроннолучевой обработки, требуемые для данного расчета.

7. Проанализировать исходные данные и выбрать модель расчета, предварительно ее обосновав.

8. Рассчитать требуемые в задании зависимости температуры и/или скорости нагрева-охлаждения, градиента температур и т.д. от координат(ы) и /или времени.

9. Получить требуемые в задании графики распределения температуры и/или скорости нагрева-охлаждения, градиента температур и т.д. от координат(ы) и /или времени.

10. Сохранить в файле - отчете входные данные, сделанные оценки, полученные результаты, включая графики. Распечатать по требованию преподавателя.

11. Сделать выводы об использованной модели и полученных результатах.

Общие контрольные вопросы

1. Назовите известные Вам теплофизические модели и объясните их различия.

2. Опишите используемую в данной лабораторной работе модель.

3. Опишите границы применимости вашей теплофизической модели, которая используется в данной лабораторной работе.

4. Какие данные необходимы вам для проведения расчетов?

5. Для каких технологических процессов ваша модель применима?

6. Как зависит результат вашего расчета от числа точек разбиения?

Варианты заданий

Варианты заданий приведены в табл. 1 и 2. Примечание: Тип обрабатываемого материала и режим обработки указывается преподавателем для каждого студента.

Лабораторная работа № 1. Импульсная лазерная обработка неподвижным точечным источником. (см приложение 1, программа 1, файл MathCad impulse11.Mcd).

Импульсная лазерная обработка однородных материалов при использовании модели полу бесконечного твердого тела позволяет получить методом интегральных преобразований аналитически точное решение соответствующей тепловой задачи при условии, что интенсивность лазерного источника не зависит от времени /см. например [4, 5], там описаны и основные формулы, используемые в данной лабораторной работе, см. также Приложение 1, программа 1/:

5. температура нагрева ЛИ как функция координат в любой момент времени t <= i описывается формулой П1.1;

6. температура охлаждения после окончания ЛВ как функция координат в любой момент времени t >= i формулой П1.4;

7. скорость нагрева как функция координат в любой момент времени t <= i формулой П1.2;

8. скорость охлаждения как функция координат в любой момент времени t >= i формулой П1.5;

9. температурный градиент как функция координат в любой момент времени t <= i П1.3;

10. температура в центре пятна на стадии нагрева П 1.6;

11. температура в центре пятна на стадии охлаждения П 1.6;

12. скорость нагрева в центре пятна в любой момент времени t <= i формулой П1.8;

13. скорость охлаждения в центре пятна в любой момент времени t >= i формулой П1.9;

Варианты заданий

1. Промоделировать процесс лазерной обработки импульсным излучением: рассчитать температуры на стадии нагрева и охлаждения, скорости нагрева и охлаждения.

2. Промоделировать процесс лазерной обработки импульсным излучением: рассчитать температуры на стадии нагрева и охлаждения, скорости нагрева и охлаждения в центре пятна.

3. Для заданного материала определить технологический режим обработки (параметры обработки известных лазерных систем), позволяющие получить максимальную глубину закалку без оплавления поверхности.