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文檔簡介
1、本文旨在研究分析3kW射頻激勵(lì)擴(kuò)散冷卻CO2激光器的諧振腔箱體力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與射頻放電平板電極的熱場分布。使用有限元仿真軟件模擬分析了箱體結(jié)構(gòu)抽真空狀態(tài)的變形規(guī)律;設(shè)計(jì)了一種新型電極冷卻水道方案,來改善擴(kuò)散冷卻效果。
論文的主要內(nèi)容包括:
?。?)分析了激光器箱體結(jié)構(gòu)與激光器工作穩(wěn)定性的作用關(guān)系,針對激光器開機(jī)工作前抽真空過程中箱體內(nèi)外氣壓差導(dǎo)致其變形的實(shí)際工程問題,設(shè)計(jì)了五種箱體上蓋結(jié)構(gòu)方案,利用有限元方法分別分析了
2、各方案的應(yīng)力應(yīng)變分布,結(jié)果顯示箱體上蓋長度方向兩側(cè)壁最易變形,側(cè)壁使用加強(qiáng)肋相比不使用將最大形變由0.0315mm降低到0.0295mm,添加橫向加強(qiáng)肋后可將形變進(jìn)一步降低到0.024mm。
?。?)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示激光器工作狀態(tài)的熱穩(wěn)定性直接影響著最終輸出的穩(wěn)定性,由于激光器腔體內(nèi)熱量傳遞過程是首先從工作氣體以熱傳導(dǎo)方式傳遞到電極外表面,再經(jīng)過電極內(nèi)部的熱傳導(dǎo)到水道內(nèi)壁,最后被水道中流動的冷卻水以熱對流方式帶走,冷卻流道的設(shè)計(jì)決定
3、了電極擴(kuò)散冷卻效果,間接影響了激光輸出穩(wěn)定性。
?。?)設(shè)計(jì)多重并行冷卻水道方案,利用有限元方法與蛇形水道對比后發(fā)現(xiàn)多重并行水道方案電極最高、最低及平均溫度均較低,得出多重并行水道方案更優(yōu)的結(jié)論;通過瞬態(tài)仿真分析得到激光器開機(jī)到穩(wěn)定工作過程中電極溫度變化規(guī)律,即開機(jī)一段時(shí)間內(nèi)電極溫度隨時(shí)間呈線性增長直至趨于穩(wěn)定,對流換熱系數(shù) h決定著具體過程。
本文對激光器箱體的力學(xué)結(jié)構(gòu)與射頻電極的溫度變化與分布的分析給3kW射頻板條
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