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题名水导激光多层级对称耦合装置设计及其射流稳定性分析
被引量：1
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作者
周嘉禾
吴胜奇
钟胜波
李芝春
黄诺帝
朱利民
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机构
上海交通大学机械与动力工程学院上海市网络化制造与企业信息化重点实验室
上海交通大学航空航天学院
常州科乐为数控科技有限公司
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出处
《激光技术》
北大核心
2025年第3期317-322,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52075337)
上海市自然科学基金资助项目(22ZR1433700)
重庆市自然科学基金资助项目(CSTB2022NSCQ-MSX0040)。
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文摘
光水耦合是水导激光加工中的关键环节,对加工效率和加工质量都有着至关重要的影响。为了进一步节省耦合装置的加工成本,实现低入口压力下腔内水压的均匀分布和射流的稳定,提高耦合装置性能和水导激光加工质量,设计了一种具有多层级对称流道的光水耦合装置结构。对耦合装置的流场分布进行了数值模拟仿真,分析了耦合腔内部的速度矢量、流线分布以及喷嘴口出射液流的形态。结果表明,光水耦合装置内各截面流场速度矢量分布均匀,无局部波动存在,射流在喷嘴出口处的速率可达40 m/s,出射后的稳定长度可达120 mm;在入流压力1.0 MPa、喷嘴孔直径250μm的条件下,喷嘴孔处出射液流平衡稳定无波动,实际稳定长度约为85 mm。该光水耦合装置结构合理可靠,能够满足水导激光加工系统的设计和使用要求。
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关键词
激光技术
水导激光
耦合装置
结构设计
计算流体力学仿真
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Keywords
laser technique
water-jet guided laser
coupling device
structural design
computational fluid dynamics simulation
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分类号
TG485
[金属学及工艺—焊接]
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