数值模拟和实验的调整曲率 micro-cantilevers 使用 water-confined激光产生等离子体外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译.docx

附录一： 数值模拟和实验的调整曲率 micro-cantilevers 使用 water-confined 激光产生等离子体 摘要： 本文描述了一个精确的和非接触式调整技术使用 water-confined lasergenerated 等离子体调整离散曲率(micro-mechanical 悬臂)。一系列的激光冲击微调实验进行 0.4 毫米厚铝样品使用脉冲Nd:YAG 激光操作 1064 纳米波长的验证技术可行性。系统研究的术语进行了各种因素对调整结果的影响,包括激光能量、激光焦点位置,激光冲击次数和限制制度配置。研究结果表明,可以获得不同的弯曲角度和弯曲方向通过改变激光加工参数。调整过程,没有限制制度配置也可以生成合适的弯曲变形。但是,在更大的能量的情况下,最终的表面会消融的迹象,因此导致表面质量变差。分析过程包括通过ANSYS / LS-DYNA 执行动态分析和静态分析介绍了由ANSYS 实现模拟激光冲击微调来预测最后的弯曲变形。预测弯曲的概要文件是与现有的实验数据,显示有限元分析可以预测最后的曲率micro-cantilevers 正常。 介绍： MEMS 制造的需求增加导致生产技术的新需求[1 - 3],特别是离散的调整,比如 micro-mechanical 悬臂,广泛用作极度敏感的物理、化学和生物传感器[4 - 7],需要高精度定位、高重现性和低生产成本。满足这些需求仍然是一个必威体育精装版的最关键的任务。自传统的机械调整技术未能满足要求平淡无味的精度和耗时的机械力量或动态影响部队[8]。需要一个精确的和无接触充电成为调整技术来控制一些 micro-mechanical 悬臂的弯曲角度。基于激光 micro-adjustment 提供了实现这一目标的潜力。 激光热成形,称为非接触式技术利用激光热效应塑造融化样品没有工具或外部力量, 是一个例子[9]。这项技术被认为是温度场和变形场之间的相互作用过程产生的残余应变悬臂材料表面的温度梯度[10]。当激光照射目标表面,工件表面加热并产生一个不均匀的温度场在厚度方向。生成的热应力是用来实现塑性变形等弯曲变形(11、12)。通过改变激光加工参数,得到不同的弯曲角度和弯曲方向调整的离散曲率。应用激光热成形的调整悬架预加载磁记录头堆栈组件被辛格等人企图。 [13] 。丈许,[7] 使用这种技术来调整硅micro-cantilever 的曲率。最近,格里菲思等。[9]调查热激光 micro-adjustment 使用微微秒脉冲持续时间。以前的工作表明,有三种常见的形成机制,即温度梯度机理(电报),失稳机制(博雅)和破坏机制(嗯)(14 - 16)。沈彻底调查机制激光微调。在他们的工作中,提出了耦合的电报,嗯来说明两个桥接致动器的热机械行为。 然而,热形成机制是由激光诱导温度场是影响工件的几何形状,激光功率、激光光束直径、扫描速度、扫描路径等。它使弯曲方向不确定,成为一个难以控制的过程形成复杂的形状和精度高曲率修正[18]。此外,热效应将导致不良的微观结构变化包括再结晶和相变过程中[19]。也,可以融化或燃烧表面,甚至导致小裂纹表面上[20]。因此,很难维护材料激光热成形弯曲悬臂的属性。 他的论文描述了一个精确的和非接触式调整技术使用 water-confined 激光产生等离子体。laser-shock-waves 薄金属板上的应用受到越来越多的关注(21、22)。它被认为是一个纯机械成形方法通过激光诱导冲击波修改目标曲率。激光热成形的优点,如非接触、 42 42 tool-free 和效率高。此外,其非热能的过程可以保持甚至提高他们的物质属性诱导残余应力在目标表面,这是可取的,因为它是重要的在工业的目标以防止腐蚀和疲劳产生裂缝[20]。lasershock-wave 诱导薄金属板弯曲趋势类似传统喷丸成形研究科普和舒尔茨[24]。因此, 激光冲击微调实现很简单,但非常有用的高精度曲率调整。因此它有潜力制造和微电子行业广泛应用。Ocan?适用性的研究小组研究了激光 micro-bending 薄金属条通过 ns 脉冲激光器[25]。 在本文,water-confined 激光产生等离子体用于调整 micro-cantilever 的曲率。一系列的激光冲击微调实验是为了研究激光能量的影响,激光焦点位置,激光冲击次数和限制制度配置调整结果。此外,激光冲击的实际可行性的微调 micro-cantilevers 也通过有限元模拟研究。激光能量对弯曲变形的影响进行实验,以及实验获得的数据被用来验证相应的仿真模型。预计最终工件曲率进行了分析并与实验结果。 调整机制 如在图 1 中,激光冲击的典型应用程序调整过程是在政权下进行配置。目标表面首先是局部涂保护涂层,然后由一个透明的覆盖(例如水)。当一个高能聚