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激光冲击成形技术的研究

介绍了一种利用激光冲击波来进行金属板料塑性加工的新技术———激光冲击诱导的超快塑性成  (本文共3页) 阅读全文>>

上海交通大学
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脉冲激光冲击成形的理论与实验研究

激光冲击是一个复杂的瞬态过程,涉及到传热学、动力学、材料科学、激光技术和计算机技术等多门学科。激光辐射到金属靶材表面后,在极短的时间内,激光的被吸收、等离子体的产生、等离子膨胀爆炸形成冲击波、冲击波的约束和冲击载荷下板材的动态响应过程,以及激光冲击波对材料的微观组织的影响和材料的力学性能的变化等等诸多因素相互影响。激光冲击成形变形场的分布和动态响应的过程是研究激光冲击成形的一个关键问题,由于成形过程耦合因素多,加载时间极短,甚至短到纳秒级,以往的研究对许多影响冲击处理的因素作了大量的假设和一些定性的分析,对激光冲击成形的成形机理、变形场的理论计算和模拟、冲击成形处理的规律需要开展进一步深入的研究。单脉冲的激光冲击成形的研究可以更加简明更加直观地反映出激光冲击波的作用机理,建立板材变形量与激光参数、约束边界、材料的性能和作用时间等参数的关系,为分析各种参数对成形过程的影响提供有力的依据。单脉冲激光冲击成形的动态响应过程的分析和理论...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
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激光冲击成形中冲击方法的研究

激光加工是激光技术的重要应用领域。激光切割、焊接和热处理等已广泛应用于汽车、造船、航空和通用机械制造等工业中,而将激光技术与数控技术相结合,利用激光进行冲击成形在国内还属首次。为适应现代制造业产品快速更新的市场竞争需要,实现板料的快速、高效、低成本的生产要求,国内外许多学者对板料塑性成形新技术进行了大量的研究,从无模多点成形,数字化渐进成形,到喷丸成形、激光热应力弯曲成形等,并取得了一定的成果。从研究目标看,实现板料的高效快速、柔性冲压成形是现代板料成形技术的重要发展趋势。我校老师在分析国内外有关金属板料无模成形技术研究的基础上,首次提出了基于激光冲击波技术的板料柔性冲压无模成形新概念,并进行了较为系统的理论研究,旨在探索板料塑性成形的新方法和激光加工技术在板料成形领域中的应用。实现激光冲击成形,除了要对激光冲击成形原理、激光冲击下板料的变形特性等进行深入的研究外,更重要的是依据理论研究制订合理的冲击成形工艺,最后按照工艺要求规...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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激光冲击成形钛合金板的变形与残余应力分析

本文在分析了国内外激光冲击成形研究现状的基础上,对钛合金板激光冲击成形进行了实验研究。首先从分析激光冲击成形中各影响因素与成形量的关系入手,分别对成形后板料表面残余应力、表面质量及显微组织进行了分析研究;在此基础上进行了钛合金板激光多点冲击大面积成形和典型件仿形冲击成形的实验研究;最后利用ABAQUS软件对冲击过程进行了有限元模拟研究。完成的主要研究工作如下:1.实验研究了单点冲击下激光冲击成形中各因素对钛合金板成形量的影响。研究结果表明,最大变形量与激光脉冲能量之间存在着明显的非线性递增关系;而最大变形量与工件支承座孔径之间以及成形角度与凸模顶圆半径之间存在递减关系。2.对冲击成形的钛合金板表面残余应力进行了测试分析。结果表明,冲击成形的钛合金板表面呈现残余压应力状态,且残余压应力值及影响深度随脉冲能量的增大而增大;吸收层材料对表面残余压应力幅值有着显著的影响。3.对激光冲击成形的钛合金板表面质量及显微特性进行了分析研究。结果...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
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AZ31镁合金薄板激光冲击温成形实验及数值模拟

镁在地球的储量丰富,镁合金具有密度小、比刚度和比强度高、散热性能好、易回收等优点,在航空航天及汽车等领域得到了广泛应用。但镁合金强度小、塑性加工困难等缺点限制了其发展及应用。因此,采用激光冲击成形(LSF)及激光冲击温成形(WLSF)技术改善镁合金的塑性变形能力及相关机械性能,对促进镁合金的推广及应用具有重要意义。本文以AZ31镁合金为研究对象,对其进行室温激光冲击成形和激光冲击温成形实验,从功率密度及加热温度两方面系统地分析了激光冲击板料变形区表面的残余应力大小及分布、表面形貌特征、微观组织变化及显微硬度等,最后利用ABAQUS有限元分析软件建立激光冲击温成形模型,对板料表面残余应力及板料变形进行有限元模拟,并与相关实验测试结果比较。本文主要研究工作及结论如下:(1)实验结果表明,AZ31镁合金薄板具有良好的高温高应变率激光冲击成形能力。LSF及WLSF后试样表面产生高幅值残余压应力,随着加热温度的增加,残余压应力分布趋向均匀...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
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基于预变形的激光冲击成形研究

激光冲击成形是利用激光产生的冲击波使金属板料产生塑性变形的一种新型的板料塑性成形技术,是激光在金属板料成形领域新的应用。其成形技术、工艺以及装置的开发与应用,都将是钣金行业的一场具有重要意义的技术革命。本文在前人研究的基础上,采用实验和仿真相结合的方法,对3003H16铝合金板进行了预变形激光冲击成形研究。主要工作如下:1.理论分析。从理论上分析激光冲击波的形成,冲击波的力学效应以及激光冲击成形的原理;分析了板料激光冲击成形的运动方程和影响因素;对预应变路径下的成形极限应变进行了理论计算。2.铝合金板预变形激光冲击成形的建模和成形性能研究。建立考虑材料高应变率的预变形激光冲击模型,并提出激光冲击成形的破裂判据,利用预变形提高板料的激光冲击成形性能。分析了加预应力和预应变前后板料激光冲击成形性能的差异;分析不同预变形路径下预应力和预应变对激光冲击成形性能的影响,并与普通冲压下预应力和预应变板料激光冲击成形性能进行了对比。3.实验研...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>