袁 伟，李占国，蔡云光

(1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022;2.长春大学 机械与车辆工程学院，长春 130022)

基于ANSYS的激光切割温度场仿真

袁 伟1，李占国2，蔡云光2

(1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022;2.长春大学 机械与车辆工程学院，长春 130022)

激光切割过程复杂，影响因素较多，本文根据激光切割加工的特点，建立了激光切割的热力学模型，并基于ANSYS有限元软件进行了切割过程的温度场仿真分析，给出了激光切割参数对温度分布的影响规律，为实际切割之前选择最优切割参数提供了理论参考。

激光切割;温度场;切割参数;仿真

0 引言

钢板的切割是机械加工中的重要工序，传统切割方法通常存在工件变形大、刀具磨损等缺陷，激光切割技术具有精度高、速度快、效率高、柔性好、噪音低等优点，已成为现代切割加工技术的重要手段，被广泛应用。激光切割是复杂的光致热过程，同时也是复杂的激光与材料相互作用的过程，而激光切割温度场的分析是一个伴有相变过程的非线性瞬态热传导问题，对应热传导微分方程的解析求解非常困难。同时影响切割质量的因素有多个，因素间相互影响共同作用，导致实际加工中通过调整切割参数来控制切缝质量非常困难。刘剑等基于ANSYS软件进行了脉冲激光切割Al2O3陶瓷板的仿真分析［1］，叶圣麟等进行了激光切割脆性材料的温度场模拟［2］。ANSYS软件能够解决各种稳态、瞬态、线性和非线性热传导问题，而参数化设计语言APDL，可进行2次开发［3］。……