高能激光辐照条件下构件温度场模拟研究

冯俊森，李和章，马　壮

(1.北京理工大学 材料学院，北京 100081；2.冲击环境材料技术国家级重点实验室，北京100081)



高能激光辐照条件下构件温度场模拟研究

冯俊森1,2，李和章1,2，马壮1,2

(1.北京理工大学 材料学院，北京 100081；2.冲击环境材料技术国家级重点实验室，北京100081)

采用有限元分析对一定功率激光辐照下不同结构的涂层温度场进行计算分析，探索在一定功率密度下涂层结构中不同铝和氧化锆组分比例对温度场的影响。结果表明，当金属基体上采用反射+散热+隔热的涂层结构时，在反射率一定的情况下，随着热疏导涂层的增厚，陶瓷隔热层随之减薄，隔热效应变弱，能量大量向基体传导，导致基体升温。当热疏导涂层和陶瓷隔热层的厚度比例为1∶3时，可达到最佳的隔热效果。

涂层；结构设计；温度场

高能激光武器是一种采用激光作为能量直接毁伤目标的定向能武器，它以激光器为核心，并配合了跟踪瞄准系统、光束控制和发射系统[1]。激光武器的发展使得导弹、飞机和卫星都受到威胁。一般的飞行器都采用金属壳体材料，强激光只要在其表面某固定部位辐照较短时间，就易使其烧蚀熔融、汽化，并使内部的燃料燃烧爆炸[2-3]。为了提高导弹等飞行器的生存能力，针对其壳体材料进行相应的热防护变得十分必要[4]。热防护的基本目的在于当金属基体受到热源作用时，尽可能降低基体的温度，从而减轻基体的热损伤程度，使得金属构件的使用安全系数大幅提高。……