لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 45 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
روشهاي ماشين کاري نوين (ليزر) 1
مقدمه
ماشينكاري ليزر بر اساس اصولي است كه اخيرا كشف شدهاند ليزر يك نام اختصاري به معني تقويت نو با انتشار بر انگيخته تابش است. فرآيند به برخورد يك اشعه نور تكرنگ همفاز جهت دار و شديد به قطعه كاري كه ماده به وسيله تبخير از آن خارج ميشود بستگي دارد. توضيح پديده اتمي كه در ضميمه ارائه شده مبناي مفيدي براي فراگيري اثرات ليزر است. شناولا و تانز در سال 1958 براي اولين بار ليزر را مطرح كردند. آنها يك تداخل سنج فابري- پرت كه مثل يك جعبه تشديد عمل ميكرد در نظر گرفتند. هماطور كه در شكل 105 مشخص است اين دستگاه اساسا از دو آينده نيمه نقره اندود موازي و تخت تشكيل شده كه در بين آنها يك شعاع نور تكرنگ چندين با بازتابش ميشود. فضاي بين آيندهها به يك ميحط تقويت كننده، ملكولهاي گاز بر انگيخته شده تا سطوح بالاتري انرژي، پر ميشود. ماكنيزم تقويت در قسمت 305و 405 بحث خواهد شد.
نور پس از بازتابش به وسيله آينهها درون گاز برانگيخته درون گاز بر انگيخته، در جهت موازي به محور تداخل سنج منتشر شده و به اين ترتيب نور تقويت ميشود. البته به شرط اينكه در بازتابشهاي فلز آن تغيير نكند. رشد موج نور در محيط با موج رشد يابنده W1 كه در شكل 1.5 از آينده M1 به سمت راست حركت ميكند نشان داده ميشود. پس از بازتابش از آينه M2 يك موج رشد يابنده ديگر M2 كه در جهت عكس حركت ميكند ايجاد ميشود. آينه M2 نيز کمي جابه جا ميشود. بنابراين اشعه نوري که از آن منتشر ميگردد تحت زاويه نسبت به محور واگرا است.
(1.5)
قطر آينه است. مثلا اگر يا 22s قوس خواهد بود.يعني نور انتشاري کاملا همراستا است. و اگرايي اشعه را ميتوان با استفاده از عدسيهاي مناسب کنترل کرد. ميتوان قطر آن را روي سطوح گسترده تري متمرکز کرد. مثلا ليزر ياقوت (قسمت 5.5.4) با لامپ فلاش برانگيخته شده، 1kj انرژي الکتريکي را در 1ms منتشر ميکند. اشعه ليزري با انرزي 3j در6934A با سطح مقطع 5mm واگرايي 10-3rad توليد شده است. اين اشعه در حالت متمرکز شدت توان 1MWcm-2 را ايجاد مي
روشهاي ماشين کاري نوين (ليزر) 2
کند. حداکثر همسويي يا همدوسي فضايي مجموعه اشعه باپراش آينههاي مورد نظر شاولاو وتانز توجه بيشتري را جلب کرده است. براي دستيابي به اشعه نور کاملا همراستا پديدههاي فيزيک و مرتبط به انتشار تابش بررسي شدند. ابتدا پديده معروف نشر خود به خود بررسي ميشود.
نشر خود به خود تابش
هنگامي که يک اتم در حالت انرژي برانگيخته E1 به سطح انرژي پايين تر E1 ميافتد يک کوانتم تابش با فرکانس vij منتشر ميکند
E1- E1=hvij
H ثابت پلانک است.
مي توان اين اتم را با دريافت تابشي با فرکانس يکسان تحريک کرد تا اين تابش را منتشر کند. پديده تحريک (بر انگيختگي) کمتر از انتشار خود به خود شناخته شده است. با توجه به ارتباط زياد آن با ليزر بايد به اين پدريده توجه ويژه اي داشت.
انتشار القايي
نرخ پرشهاي تابش القايي منتاسب با شدت انرژي تابشي uvij و اختلاف جمعيت (تعداد بر واحد حجم) اتمها بين حالتهاي بالاتر و پايين تر است. تابش القايي و تابش تحريک کننده داراي مشخصات قطبي و سمتي يکساني هستند
اين فرآيند پايه پديده ليزري است. از کارهاي اين اشتاين بر روي واکنش ماده وتابش (به ضميمه مراجعه کنيد) ميتوان اطلاعات بيشتري کسب کرد. او نشان داد که تعريف درست اين واکنش نيازمند بررسي شرايط القاء يک اتم براگيخته به وسيله تابش براي نشر فرتون، که باعث پايين آمدن سطح انرژي آن اتم ميشود، است.
يک سيستم اتمي کمي شده که داراي سطوح، ....1.2.3 و انرژي اين سطوحٍٍE3.2 E.E1 است در نظر بگيريد. تعداد اتمها در واحد حجم (جمعيت) در اين سطوح .....N1 N2 N3 است. اگر سيستم اتمي يا تابش گرمايي در دماي T در تعادل باشد آنگاه جمعيتهاي نسبي در هر دو سطح، مثلا 1و 2، با معادله يولتزمن تعريف ميشود:
روشهاي ماشين کاري نوين (ليزر) 3
(3.5)
K ثابت بولتزمن است.
اگر آنگاه
اتم با انتشار يک فرتون از سطح 2 به سطح 1 افت ميکند. اگر A21 احتمال انتقال از سطح 2 به سطح 1 در واحد زمان انتشار القايي باشد. آنگاه تعداد افتهاي خود به خود در هر ثاينه N2 A21 خواهد بود. علاوه بر اين پرشهاي خود به خود، انتقالهاي برانگيخته و القايي نيز اتفاق ميفتد. سرعت کلي اين انتقالهاي القايي بين سطح 2 و 1 با شدت انرژي uv تابش با فرکانس v متناسب است:
(4.5)
H ثابت پلانک است.
فرض کنيم B21 و B12 ثابتهاي تناسب براي انتشار القايي هستند. تعداد انتقالهاي القايي يا انتشارها در جهت پايين در ثانيه عبارت است از N2 B21 uv
به طور مشابه تعداد انتقالهاي القايي (جذب) در جهت بالا در ثانيه عبارت است از:
(6.5) N1 B21 uv
ثابتهاي تناسب Aو B ضرايب اين اشتاين ناميده ميشوند.
در معادله نرخ خالص انتقالها در جهت پايين و بالا برابر هستند. بنابراين:
(7.5)
اين معادله را ميتوان به صورت زير نوشت:
از معادله 3.5 داريم:
روشهاي ماشين کاري نوين (ليزر) 5
براي اينکه معادله با قانون تابش پلانک (رابطه زير):
موافقت داشته باشد بايد روابط زير حاکم باشند:
هنگامي که اتمها با تابش گرمايي در تعادل هستند. نسبت سرعتهاي انتشار القايي و خود به خود با معادله زير به دست ميآيد.:
سرعت القايي
با قرار دادن مقادير h و k و براي منابع نوري معمولي که دماي T حدود 1000k است سرعت انتشار القايي در قسمت قابل رويت طيف بسيار کوچک است. يعني در اين منابع بيشتر تابش بر اساس انتقالها و کنشهاي خود به خود منتشر ميشود و از آنجا که اين کار به صورت نامنظم انجام ميگردد بنابراين منابع تابش قابل رويت ناهمدوس هستند. در مقايسه در ليزر شدت تابش به صورتي است که انتقالهاي القايي کاملا غالب بوده و تابش انتشاري بسيار همدوس است. همچنين تابش طيفي ليزر در فرکانس کاري آن بسيار بيشتر از نور معمولي است.براي دستيابي به اين اثر ليزرها شرايط جديدي که وارنگي جمعيت ناميده ميشود مورد نياز است.
محيط نوري که شامل اتمهايي در سطوح انرژي مختلف .....E1 E2 E3 بوده و است در نظر بگيريد . سرعتهاي انتشار القايي وجذب مربوط به اين دو سطح متناسب است با N2B21 و N1 B12 از آنجا که B21=B12 است اگر باشد. آنگاه سرعت انتقال القا
برچسب ها:
دانلود مقاله در مورد روشهای ماشین کاری نوین بوسیله جت لیزر و اصول ماشین کاری 46 ص روشهای ماشین کاری نوین بوسیله جت لیزر و اصول ماشین کاری 46 ص دانلود دانلود مقاله در مورد روشهای ماشین کاری نوین بوسیله جت لیزر و اصول ماشین کاری 46 ص روشهای ماشین