●第1章緒論1
1.1激光與材料的相互作用2
1.1.1激光對材料的加熱效應2
1.1.2激光對材料的熔化及氣化效應3
1.1.3激光誘導等離子體效應4
1.2鋁合金薄壁構件特點及應用簡介4
1.2.1鋁合金材料特性、分類及焊接性能4
1.2.2鋁合金薄壁構件焊接特點及應用5
1.3激光焊接技術簡介5
1.3.1激光焊接原理5
1.3.2激光焊接特點7
1.3.3激光焊接質量影響因素7
1.4激光焊接熔池凝固過程簡介9
1.4.1激光焊接熔池凝固特征9
1.4.2激光焊接熔池凝固形貌11
1.5激光焊接宏觀傳熱流動行為研究現狀13
1.5.1激光焊接宏觀傳熱流動行為實驗研究13
1.5.2激光焊接宏觀傳熱流動行為數值模擬研究15
1.6激光焊接微觀組織演化行為研究現狀17
1.6.1激光焊接微觀組織演化行為實驗研究17
1.6.2激光焊接微觀組織演化行為數值模擬研究19
本章參考文獻26
第2章鋁合金薄板激光焊接過程多尺度建模與求解29
2.1激光焊接宏觀傳熱-流動耦合模型30
2.1.1耦合模型基礎理論30
2.1.2幾何模型33
2.1.3邊界條件34
2.1.4控制方程離散與數值求解35
2.2凝固過程微觀組織模擬相場模型37
2.2.1形核模型37
2.2.2定量相場模型38
2.2.3多晶生長模型40
2.2.4磁場作用下的相場模型41
2.3激光焊接熔池凝固過程宏-微觀跨尺度關繫43
2.4多節點多GPU並行計算求解方法45
2.4.1CPU-GPU異構體繫結構45
2.4.2並行編程模型46
2.4.3計算域分解48
2.5程序代碼編寫示例與說明49
2.5.1相場離散49
2.5.2溶質場離散52
本章參考文獻54
第3章激光焊接宏觀傳熱流動行為與凝固參數分布57
3.1激光焊接實驗材料、設備及方法58
3.2激光焊接宏觀傳熱流動模型驗證59
3.3鋁合金薄板激光焊接傳熱流動行為分析62
3.3.1熔池流動行為分析62
3.3.2熔池傳熱行為分析64
3.4焊接工藝參數對熔池傳熱流動行為的影響65
3.5熔池凝固參數分布及其對微觀組織的影響67
3.5.1熔池凝固參數分布規律67
3.5.2凝固參數分布對微觀組織的影響68
本章參考文獻73
第4章鋁合金薄板激光焊接凝固初期微觀組織演化75
4.1未考慮形核的多尺度模型驗證76
4.1.1晶粒組織層面的多尺度模型驗證77
4.1.2枝晶組織層面的多尺度模型驗證77
4.2平面晶向胞狀晶轉變及界面穩定性機制78
4.2.1平面晶向胞狀晶轉變過程78
4.2.2界面穩定性機制80
4.3胞狀晶向柱狀晶轉變及枝晶間距調整機制82
4.3.1胞狀晶向柱狀晶轉變過程82
4.3.2枝晶間距調整機制83
4.4基於枝晶演化的多晶粒競爭生長機制86
4.4.1晶粒組織瞬態生長過程86
4.4.2晶粒競爭生長機理88
本章參考文獻89
第5章鋁合金薄板激光焊接全焊縫凝固微觀組織演化91
5.1鋁合金薄板激光焊接焊縫等軸晶形核機制92
5.1.1實驗原理及方法92
5.1.2基於“重疊焊接”方法的等軸晶形核機制93
5.1.3異質形核核心物相95
5.2考慮晶粒形核的多尺度模型驗證97
5.3全焊縫熔池凝固微觀組織動態演化過程99
5.4焊素偏析行為105
5.5異質核心數量密度對全焊縫凝固微觀組織的影響109
本章參考文獻111
第6章磁場作用下鋁合金激光焊接微觀組織演化113
6.1外加輔助磁場激光焊接實驗及數值模擬參數114
6.1.1實驗材料、設備及方法114
6.1.2數值模擬參數115
6.2磁場對激光焊接熔池流動行為的影響116
6.2.1鋁合金激光焊接過程中熔池流動行為及其數值模擬116
6.2.2磁場作用下鋁合金激光焊接熔池流動行為及其數值模擬121
6.2.3磁場對鋁合金激光焊接熔池流動行為的影響128
6.3磁場作用下的等軸晶生長行為131
6.3.1等軸晶生長初始時刻熱電磁力解析模型131
6.3.2等軸晶生長初始時刻熱電磁流動數值模擬133
6.3.3磁場對等軸晶形貌的影響135
6.4磁場作用下的柱狀晶生長行為137
6.4.1自然對流作用下的柱狀晶生長行為137
6.4.2磁場對柱狀晶生長行為的影響138
6.4.3磁感應強度對柱狀晶形貌的影響140
……

《鋁合金薄壁構件激光焊接多尺度建模與仿真》圍繞鋁合金薄壁構件激光焊接機理與工藝，主要介紹激光焊接過程多尺度建模方法、熔池傳熱與流動行為、凝固特征參數分布、凝固微觀組織演化、焊縫組織性能調控等內容。
《鋁合金薄壁構件激光焊接多尺度建模與仿真》將理論研究與工藝應用實例展現給讀者，使讀者更清晰地了解鋁合金激光焊接熔池凝固過程，提高激光焊接工藝水平。