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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 높은 플루언스 (fluence; 단위면적당 에너지) 영역까지 확장하여어블레이션을 고려한 계산을 수행하였다. 기초적인 계산결과를 바탕으로 극초단 레이저 펄스에의한 재료의 열탄성 거동을 관찰하고 레이저 가공 시 기계적 손상의 가능성을 검토하였다.
- 특히 Kaspar는 피코초 펄스가 나노초 펄스에 비하여 훨씬 작은 열적 하중을 발생시킴을 측정하였다[4]. 따라서 본 연구에서는 향후 레이저천공/절단 공정을 최적화 하기 위한 기초 연구로서 펨토초 펄스에 의한 금속 재료의 기계적 거동을 예측하기 위한 수치해석 프로그램을 개발/검증하고자 한다. 극초단 펄스에 의한 응력해석의경우, Falkovsky는 전자와 격자온도의 비평형상태로인한 추가응력항을 유도하여 열적 비평형 하에서 응력거동을 계산하였다[5].
- 본 연구는 산업자원부 첨단레이저-재료 반응 모사용 전산해석 기법 개발사업의 지원으로 수행되었다.
- 본 연구를 통해 가공형상 예측을 위한 상폭발모델과 펨토초 레이저 펄스에 의한 재료의 응력해석을 결합한 해석 코드를 개발 및 검증 하였다.
가설 설정
- 본 연구에서 어블레이션은 상폭발[15]과 파쇄 [6]에 의해서만 일어나는 것으로 가정한다. 상폭발의 어블레이션 조건으로서 스피노달 한계 (spinodal limit; a p! a vr=0)를 사용한다.
- 상폭발의 어블레이션 조건으로서 스피노달 한계 (spinodal limit; a p! a vr=0)를 사용한다. 상폭발모델은 시편의 온도가 스피노달 한계에 도달하게되면 순간적으로 기화한다고 가정한다. 따라서상폭발과 파쇄에 의한 표면형상을 러Ul=T, p)와같이 표현 할 수 있다(rm: 계면좌표).
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