[发明专利]激光加热活塞表面得到指定温度场的方法

权利要求书

1.一种激光加热活塞表面得到指定温度场的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)测试试验：在活塞被加热面涂覆涂层，以激光光束进行加热，采用测温仪记录活塞表面的涂覆层温度随加热时间的变化关系，更改加热面涂覆涂层涂覆率，以相同功率激光光束进行加热，重复进行几组试验,得到几组不同涂层涂覆率下活塞表面涂层温度随加热时间变化关系，所述的涂层涂覆率＝S_α/S₀，其中，S_α为统计区域中涂覆涂层所占面积，S₀为统计区域总面积；

2)模拟计算：对活塞表面加热区域进行网格划分，选取每个网格区域的温度特征点，根据实测不同涂层涂覆率下活塞表面涂层温度随加热时间变化关系，选取相同加热时间下不同涂覆率的活塞表面涂层的温度记录，得到活塞表面各特征点的温度与涂覆率的关系，根据活塞表面所需达到的温度分布，得到活塞表面特征点通过激光加热达到指定温度的涂层相应的涂覆率，以特征点相应的涂覆率作为所属网格区域的涂覆率；

3)涂层涂覆：根据活塞表面各网格区域的涂层涂覆率，将涂层涂覆于活塞表面各网格的加热区域；

4)激光加热：对已涂覆涂层的活塞表面进行激光加热，加热指定的时间得到所需的温度场。

2.根据权利要求1所述的激光加热活塞表面得到指定温度场的方法，其特征在于所述的步骤1)具体包括如下步骤：

i)将离焦后的激光光斑垂直加载到未涂覆涂层的活塞表面，调节离焦量，改变光斑大小，使光斑完全加载并覆盖活塞的表面，并记录活塞表面的初始温度；

ii)选取多组涂层涂覆率，分别绘制活塞加热面采用同一涂覆率时的涂层分布图，并以涂层墨水打印冷转印膜；

iii)活塞加热面依次转印不同涂覆率涂层，均采用步骤i)相同激光照射条件，进行激光加热试验，用测温仪测试并记录不同涂覆率下，活塞加热面温度随时间变化数据。

3.根据权利要求1所述的激光加热活塞表面得到指定温度场的方法，其特征在于所述的步骤2)的具体步骤如下：

i)建立活塞三维模型，对活塞顶表加热面曲面进行网格划分，选取网格温度特征点；

ii)对测试试验数据进行整理分析，按照所限定的加热时间，选取测试试验中活塞表面在不同涂覆率下加热到该时刻的温度场分布；

iii)分别提取所述温度场中温度特征点温度，分别求解各特征点的温度涂覆率变化关系；

iv)根据所述温度特征点在加热指定时间时温度-涂覆率变化关系，与所需的温度分布，得到活塞表面所有特征点对应的涂层涂覆率,以特征点对应涂覆率作为所属网格区域涂覆率。