一种气缸盖激光热负荷试验方法

摘要

本发明公开了一种气缸盖激光热负荷试验方法，此方法采用光束整形器将原始激光束整形为具有特定光强分布的非均匀光束，将此非均匀光束加载到气缸盖火力面上，能够模拟实际工况下气缸盖火力面的整体温度分布情况，借助冷却装置及测温系统可开展激光热负荷试验。此方法和规范具有成本低、效率高、模拟可靠性高的特点。

主权项

一种气缸盖激光热负荷试验方法，包括步骤如下：1)根据实际工况下实测的气缸盖火力面温度分布，通过建立三维有限元分析模型，进行不同光强分布光束加载下的火力面温度分布计算，最终确定所需加载光束的特定光强分布，使数值模拟温度场与实况实测温度场一致；2)利用光束整形器将原始入射激光束整形为步骤1)所得的加载光束，计算整形元件位相，并制作光束整形器；3)将制作完成的光束整形器放入激光头中，采用光束分析检测装置测试整形后光束光强分布；4)光束整形器用于实际气缸盖激光热负荷试验中，通过时间和温度控制模式，结合自然冷却及风冷方式，进行高低周热负荷试验；其中，所述步骤2)具体包括：i)采用G‑S算法计算光束整形器的位相；ii)将光束整形器的相位量化为多组数据，每组数据对应制作一块模板，画出模板加工需要的相位图，并在每个模板上画上对准标记，以确保模板在后续的套刻时对准，然后根据加工相位图，利用电子束直写的方法来制作模板；iii)利用制作完成的模板，采用减法工艺来完成刻蚀；其中，光刻阶段包括表面清洁处理、甩胶、前烘、曝光、显影五部分，其中清洁处理后进行烘干基片处理，以易于上胶；光刻结束后，将表面带有光刻胶图形的基片放到离子束刻蚀装置中，利用反应气体对石英基片进行刻蚀。