Closed-form solutions for 2-D axisymmetric modeling of thermal-stress in solid material induced by an annular long pulsed laser irradiation

در این مقاله، مدلسازی دوسویه متقارن تنش حرارتی مواد جامد که توسط یک لیزر پالس طولانی حلقوی ساخته شده است، با استفاده از راه حل های فرم بسته ارائه شده است. مدل فیزیکی پرتو لیزر پالس طولانی حلقوی ایجاد شده و راه حلهای تنش حرارتی بسته شده با استفاده از روش تحلیلی بر اساس تئوری ترموالاستفاده به دست آمده است. استرس حرارتی مواد سیلیکونی ناشی از لیزر پالس طولی حلقوی شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که هنگامی که ماده سیلیکون توسط یک لیزر پالس طولانی حلقوی تابش می شود، تنش حرارتی روی سطح ماده بزرگتر است و با افزایش عمق، تنش حرارتی به تدریج کاهش می یابد. در سطح سیلیکون، زمانی که شعاع داخلی لیزر حلقوی ثابت می شود، بیشتر شعاع بیرونی، منطقه بزرگتر از استرس حرارتی بالاتر اشغال می کند. وقتی که عرض بین شعاع درونی و شعاع بیرونی لیزر حلقوی ثابت می شود، برای مولفه شعاعی تنش حرارتی، محل مرکز مرکز کوچکتر، بیشترین مقدار استرس است؛ برای قطعات حلقوی و محوری، تفاوت حداکثر استرس برای محل مرکز مختلف تابش آشکار نیست. با افزایش عرض پالس لیزر پالس طولانی حلقوی، حداکثر مقدار تنش حرارتی نیز به تدریج افزایش می یابد.