Physics of Concentrated Energy Flows Interaction with Substance
Предмет навчальної дисципліни: процеси взаємодії лазерного випромінювання з речовиною та явища, які мають місце при такій взаємодії.
Міждисциплінарні зв’язки: Знання та уміння, що їх під час вивчення дисципліни набувають студенти, є базовими для професійних курсів, таких, як “Технологія лазерної розмірної обробки”,, “Технологія лазерної поверхневої обробки”, “Лазерне технологічне обладнання”, “Спеціальні елементи та оснащення лазерних технологічних комплексів”. Крім того, в рамках курсу розглядаються питання лазерного різання, що також є окремим професійним курсом.
ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ
Розділ 1. Основні характеристики концентрованих потоків енергії
Тема 1.1 Властивості лазерного випромінювання
Тема 1.2 Часові, енергетичні та просторові параметри лазерного випромінювання
Тема 1.3 Фокусування лазерного випромінювання
Розділ 2. Поглинання лазерного випромінювання
Тема 2.1 Коефіцієнт поглинання
Тема 2.2 Керування процесом поглинання
Розділ 3. Характеристики лазерного джерела
Тема 3.1 Характеристики лазерного джерела
Тема 3.2 Поглинання лазерного випромінювання металами
Тема 3.3 Поглинання лазерного випромінювання напівпровідниками та діелектриками
Розділ 4. Постановка задач нагріву лазерним випромінюванням
Тема 4.1 Особливості задач нагріву лазерним випромінюванням. Диференційне рівняння теплопровідності, граничні умови.
Тема 4.2 Окремі рішення задачі теплопровідності.
Тема 4.4 Критична густина потужності
Тема 4.6 Рухоме джерело теплоти. Швидко рухоме джерело теплоти
Розділ 5. Руйнування матеріалів під дією лазерного випромінювання
Тема 5.1 Закономірності руйнування матеріалів під дією лазерного випромінювання.
Тема 5.2 Кінетика процесу руйнування.
Розділ 6. Існуючі теоретичні моделі процесів лазерної розмірної обробки
Тема 6.1 Тепловий механізм руйнування
Тема 6.2 Феноменологічна модель руйнування
Розділ 7. Особливості плавлення металів під дією лазерного випромінювання
Тема 7.1 Задача Стефана
Тема 7.2 Характерні форми ванни розплаву та умови їх виникнення
Розділ 8. Фізичні особливості лазерної різки матеріалів
Тема 8.1 Загальні характеристики лазерної різки матеріалів
Тема 8.2 Характеристики лазерної різки металів безперервним випромінюванням
Тема 8.3 Характеристики лазерної різки металів імпульсно-періодичним випромінюванням
Розділ 9. Технологічні характеристики ГЛР різних металів
Тема 9.1 Групи металів
Тема 9.2 Якість різання різних металів
Тема 9.3 Вплив енергетичних параметрів на розмірні характеристики різу
Тема 9.4 Вплив оптичних параметрів на розмірні характеристики різу
Тема 9.5 Вплив газодинамічних параметрів на розмірні характеристики різу
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт.
Лабораторна робота № 1. Конструкція та основні елементи твердотільних і газових лазерів
Лабораторна робота № 2. Керування енергетичними параметрами лазерної технологічної установки. ККД лазера.
Лабораторна робота № 3. Вивчення часових параметрів лазерного випромінювання. Вибір режимів обробки
Лабораторна робота № 4. Визначення поглинаючої здатності лазерного випромінювання матеріалами
Лабораторна робота № 5. Вимірювання діаметра плями фокусування лазерного випромінювання та розподілу в ньому
Методичні вказівки до практичних занять
Тема № 1. Властивості лазерного випромінювання
Тема № 2. Фокусування лазерного випромінювання
Тема № 3. Поглинання випромінювання металами та напівпровідниками
Тема № 4. Нагрівання лазерним випромінюванням. Одномірна модель. Просторова модель. Тонка пластина
Тема № 5. Нагрівання лазерним випромінюванням. Критична густина потужності
Тема № 6. Рухоме лазерне джерело, швидко рухоме лазерне джерело
Тема № 7. Плавлення металів під дією лазерного випромінювання
Тема № 8. Тепловий механізм руйнування
Тема № 9. Феноменологічна модель процесу руйнування
Тема № 10. Лазерне різання металів безперервним випромінюванням
Тема № 11. Лазерне різання металів імпульсно-періодичним випромінюванням
Тема № 12. Вплив параметрів випромінювання на розмірні характеристики різу
Методичні вказівки до самостійної роботи студентів-1
Методичні вказівки до самостійної роботи студентів-2