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3-6 脉冲激光诱导的薄片反冲塞破坏分析尹益辉 陈裕泽 苏 毅强激光作用下薄片会发生表面气化、熔化、背面层裂和反冲塞等破坏现象。对于反冲塞破坏现象，国内周益春、段祝平进行了有关的实验，并基于薄板弯曲理论和绝热剪切理论进行了理论研究。为了进一步认识反冲塞现象，从空间轴对称热弹性理论出发进行了研究。 首先求出强激光辐照下薄片中的温度场表达式；然后从空间轴对称运动微分方程、材料本构方程和几何方程出发，求出由激光束参数和薄片几何与材料参数所表示的薄片中的应力分量；再根据图 1所示底面半径为R的锥形薄片的径向和轴向力平衡条件得到两个力平衡关系式；最后设薄片的反冲塞是沿着最大剪应力作用面的纯剪切破坏，则按最大剪应力强度理论，有tn=tb(R,t)，这里tb是与温度有关的材料剪切强度极限，并联立求解两个力平衡关系式和表达式tn=tb(R,t)，即得到图1中R区域发生反冲塞的激光功率密度阈值条件。
以空间均匀的激光束辐照H62黄铜片为例，进行一个具体的理论计算，在激光反射比取为Rl=96%时，计算得到了与实验测试值相同的薄片发生反冲塞的激光平均功率密度 从空间轴对称热弹性理论出发的这一理论模型及结果揭示出：薄片在脉冲激光辐照下发生反冲塞破坏主要机制是薄片受热区的材料热软化和薄片在弯曲运动过程中横截面上的剪应力与薄片中径向和环向应力三者导致的锥面型剪切滑移。 |
=61´108W/m2，以及如图2所示激光功率密度阈值随薄片厚度的近似线性递增关系曲线。