satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical Universitysat-119Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMECHANICAL ENGINEERING АND ENGINEERING SCIENCEОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ МАТЕМАТИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИTHE FEATURES OF LASER EMISSION ENERGY DISTRIBUTION AT MATHEMATIC MODELING OF WORKING PROCESSАвсиевичА. М.AvsiyevichA. M.

Кандидат технических наук, доцент

sat@bntu.byДевойноО. Г.DevoinoO. G.

Доктор технических наук, профессор

sat@bntu.byКочеровА. Л.KocherovA. D.

Кандидат технических наук, доцент

sat@bntu.byПилипчукА. ПPilipchukA. P.

Кандидат технических наук

sat@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus2013250220130137Copyright © Авсиевич А.М., Девойно О.Г., Кочеров А.Л., Пилипчук А.П., 20132013Авсиевич А.М., Девойно О.Г., Кочеров А.Л., Пилипчук А.П.Avsiyevich A.M., Devoino O.G., Kocherov A.D., Pilipchuk A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/119

Пространственное распределение интенсивности излучения в различных установках лазерного излучения непрерывного действия зависит от многих факторов, в первую очередь от конструктивных особенностей установок. Для повышения точности описания распределения интенсивности многомодового лазерного излучения предлагается экспериментально-теоретическая модель, в основу которой положено построение сдвигового представления экспериментального распределения интенсивности лазерного излучения с любой наперед заданной степенью точности, в виде суперпозиции базисных функций. Данная модель обеспечивает ошибку аппроксимации всего 2,2 % по сравнению с 24,6 % и 61 % соответственно для равномерной и гауссовской аппроксимаций. Использование представленной модели позволит более точно учесть особенности взаимодействия излучения с обрабатываемой поверхности, повысить точность результатов расчета температурного поля при математическом моделировании процесса лазерной обработки. Представлены методика экспериментального исследования распределения интенсивности лазерного излучения для конкретного источника и математический аппарат для вычисления параметров распределения по пятну нагрева интенсивности лазерного излучения в зависимости от расстояния в радиальном направлении.

The space laser emission energy distribution of different continuous operation settings depends from many factors, first on the settings design. For more accurate describing of multimode laser emission energy distribution intensity the experimental and theoretic model, which based on experimental laser emission distribution shift presentation with given accuracy rating in superposition basic function form, is proposed. This model provides the approximation error only 2,2 percent as compared with 24,6 % and 61 % for uniform and Gauss approximation accordingly. The proposed model usage lets more accurate take into consideration the laser emission and working surface interaction peculiarity, increases temperature fields calculation accuracy for mathematic modeling of laser treatment processes. The method of experimental laser emission energy distribution studying for given source and mathematic apparatus for calculation of laser emission energy distribution intensity parameters depended from the distance in radial direction on surface heating zone are shown.

ReferencesПовышение долговечности трущихся элементов вращательных кинематических пар механизмов машин на основе моделирования их износа / И. П. Филонов [и др.] // Современные методы проектирования машин : респ. межведомств. сб. науч. тр. / под общ. ред. П. А. Витязя. – Минск, 2004. – Вып. 2, Т. 4. – С. 127–132.Повышение долговечности трущихся элементов вращательных кинематических пар механизмов машин на основе моделирования их износа / И. П. Филонов [и др.] // Современные методы проектирования машин : респ. межведомств. сб. науч. тр. / под общ. ред. П. А. Витязя. – Минск, 2004. – Вып. 2, Т. 4. – С. 127–132.Девойно, О. Г. Технология формирования износостойких поверхностей лазерным легированием / О. Г. Девойно. – Минск : Технопринт, 2001. – 180 с.Девойно, О. Г. Технология формирования износостойких поверхностей лазерным легированием / О. Г. Девойно. – Минск : Технопринт, 2001. – 180 с.Учет немонотонности пространственного распределения лазерного излучения при расчете режимов термической обработки массивных изделий / А. А. Углов [и др.] // МиТОМ. – 1989. – № 11. – С. 9–13.Учет немонотонности пространственного распределения лазерного излучения при расчете режимов термической обработки массивных изделий / А. А. Углов [и др.] // МиТОМ. – 1989. – № 11. – С. 9–13.Снижение трещинообразования при оплавлении покрытий из самофлюсующихся сплавов лазерным лучом / В. Н. Чачин [и др.] // Физика и химия обработки материалов. – 1991. – № 1. – С. 125–131.Снижение трещинообразования при оплавлении покрытий из самофлюсующихся сплавов лазерным лучом / В. Н. Чачин [и др.] // Физика и химия обработки материалов. – 1991. – № 1. – С. 125–131.Рэди, Дж. Действие мощного лазерного излучения: пер. с англ. В. А. Баталова и И. К. Красюка. – М.: Мир, 1974. – 470 с.Рэди, Дж. Действие мощного лазерного излучения: пер. с англ. В. А. Баталова и И. К. Красюка. – М.: Мир, 1974. – 470 с.Эндрюс, Дж. Сверление лазером / Дж. Эндрюс, Д. Р. Этси // Математическое моделирование. – М., 1979. – С. 81–93.Эндрюс, Дж. Сверление лазером / Дж. Эндрюс, Д. Р. Этси // Математическое моделирование. – М., 1979. – С. 81–93.Ахиезер, Н. И. Лекции по теории аппроксимации / Н. И. Ахиезер. – М. : Наука, 1965. – 407 с.Ахиезер, Н. И. Лекции по теории аппроксимации / Н. И. Ахиезер. – М. : Наука, 1965. – 407 с.Рыкалин, Н. Н. Расчеты тепловых процессов при сварке / Н. Н. Рыкалин. – М. : ГНТИМЛ, 1951. – 298 с.Рыкалин, Н. Н. Расчеты тепловых процессов при сварке / Н. Н. Рыкалин. – М. : ГНТИМЛ, 1951. – 298 с.Пилипчук, А. П. Построение и анализ температурного поля при воздействии немонотонного лазерного излучения / А. П. Пилипчук // Машиностроение. – 2003. – Вып. 19. – С. 111–116.Пилипчук, А. П. Построение и анализ температурного поля при воздействии немонотонного лазерного излучения / А. П. Пилипчук // Машиностроение. – 2003. – Вып. 19. – С. 111–116.Кочеров, А. Л. Способ определения оптимальных коэффициентов разложения при сдвиговой аппроксимации функций / А. Л. Кочеров // Цифровая обработка информации и управление в чрезвычайных ситуациях : материалы первой междунар. конф.: в 2 т. / Ин-т техн. кибернетики НАН Беларуси. – Минск, 1998. – Т. 1. – С. 124–127.Кочеров, А. Л. Способ определения оптимальных коэффициентов разложения при сдвиговой аппроксимации функций / А. Л. Кочеров // Цифровая обработка информации и управление в чрезвычайных ситуациях : материалы первой междунар. конф.: в 2 т. / Ин-т техн. кибернетики НАН Беларуси. – Минск, 1998. – Т. 1. – С. 124–127.Девойно, О. Г. Моделирование многомодового излучения лазера как этап синтеза технологии оплавления газотермических покрытий / О. Г. Девойно, А. П. Пилипчук, А. Л. Кочеров // Машиностроение. – 2000. – Вып. 16.Девойно, О. Г. Моделирование многомодового излучения лазера как этап синтеза технологии оплавления газотермических покрытий / О. Г. Девойно, А. П. Пилипчук, А. Л. Кочеров // Машиностроение. – 2000. – Вып. 16.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.