摘要………………………………………………………… I
Abstract…………………………………………………………………… II
誌謝………………………………………………………………………… III
目錄………………………………………………………………………… IV
表目錄……………………………………………………………………… IX
圖目錄……………………………………………………………………… XI
符號說明…………………………………………………………………… XVIII
第一章 緒論………………………………………………………………… 1
1-1 研究背景與目的…………………………………………………………... 1
1-2 文獻回顧……………………………………………..………………… 2
1-2.1 連續式雷射披覆相關研究…………………………………….. 3
1-2.2 脈衝式Nd-YAG 雷射直接披覆相關研究……………… 5
1-2.3 脈衝式Nd-YAG 雷射複合披覆相關研究……………… 8
1-3 本文架構…………………………..………………………………… 12
第二章 脈衝雷射相關現象與製程原理………………………………..… 13
2-1 脈衝雷射引發震波反作用力現象……………………….………. 13
2-2 雷射披覆原理…………………………………………………………15
2-2.1 雷射披覆機制…………………………………….…………….…… 15
2-2.2 雷射披覆加工參數的影響及披覆試件品質…………. 16
2-3 複合材料之複合效應……………….………………………………….. 19
2-3.1 體積分率…………………………………………….…………………. 19
2-3.2 複合材料混合定律………………………………………………… 20
2-3.2.1 密度、比熱、熱膨脹係數及楊氏係數……………… 20
2-3.2.2 熱傳導係數……………………………….……………………. 21
2-4 雙層金屬板件之熱應力理論……………...…………….…… 21
第三章 數值模擬及分析………………………………………………………28
3-1 有限元素軟體ABAQUS 之計算流程………………………….. 28
3-2 ABAQUS 範例驗證……………………………………………………… 30
3-3 有限元素模型及試件幾何尺寸…………………………..………. 33
3-4 材料物理性質……………………………………………………………… 35
3-5 雷射熱源條件……………………………………………………………….38
3-6 模擬基本假設…………………………………………………….…………39
3-7 初始條件及邊界條件………………………….……………………….. 40
3.7.1 初始條件………………………………….…………………………… 40
3.7.2 熱傳模型之邊界條件…………………………………………….. 41
3.7.3 力學模型之邊界條件…………………………………………….. 41
3.7.4 雷射參數及複合層對雷射光之吸收率…………………. 42
3-8 數值結果分析…………………………………………………………… 43
3-8.1 披覆試件之溫度分佈情形…………………………………….. 43
3-8.2 披覆試件之應力分佈情形…………………………………….. 48
3-9 不同製程參數之影響…………………………………………….…….51
第四章 實驗…………………………………………………………………… 56
4-1 實驗流程及配置…………………………………………………………… 56
4-2 實驗參數、條件及方法…………………………………………………. 59
4-2.1 SUS304 不鏽鋼粉末與光硬化樹脂重量比例…..…. 59
4-2.2 預置複合層厚度及厚度控制方法………………..……….. 60
4.2.3 雷射能量條件………………………………………………….…….. 60
4-3 穿透率及雷射功率量測實驗……………………………..………… 61
4-3.1 粉末與光硬化樹脂複合層穿透率………………..……….. 61
4-3.2 雷射功率量測實驗………………………………………………… 63
4-3.3 實驗結果與分析…………………………………………………… 64
4-4 披覆點表面形貌與尺寸實驗……………………………………….. 66
4-4.1 披覆點尺寸量測實驗結果與討論………………………… 66
4-4.2 實驗結果與數值模擬結果之比較………………………… 72
4-5 披覆點金相組織觀察及成份分析實驗………………………… 76
4-5.1 金相組織觀察實驗結果與討論…………………………….. 76
4-5.2 成份分析實驗結果與討論……………………………………. 80
4-6 披覆點微拉伸實驗………………………………………………………. 83
4-6.1 微拉伸試驗設備與配置………………………………………… 83
4-6.2 披覆點微拉伸試件幾何尺寸及條件…………………….. 83
4-6.3 微拉伸實驗結果與討論………………………………………… 86
4-7 披覆點微硬度試驗……………………………………………………….. 90
4-7.1 微硬度實驗條件……………………………………………………. 90
4-7.2 硬度試驗結果………………………………………………………… 91
4-8 結果與討論……………………………………………………………… 93
第五章 綜合討論與建議……………………………………………………. 95
5-1 綜合討論………………………………………………………………… 95
5-2 相關建議與未來發展…………………………………………………… 98
參考文獻…………………………………………………………………… 100
附錄A……………………………………………………………………………… 104
附錄B………………………………………………………………………………… 107
附錄C……………………………………………………………………………… 109
附錄D……………………………………………………………………………… 111
附錄E………………………………………………………………………………… 112
附錄F……………………………………………………………………………… 116
自述…………………………………………………… 117
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