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板料激光弯曲成形数值模拟

采用准静态非耦合模型 ,对激光束扫描板料表面时形成的三维瞬态温度场进行了有限元模拟 ,并将  (本文共4页) 阅读全文>>

合肥工业大学
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1Cr17Ni2不锈钢板料激光弯曲成形数值模拟

激光板料弯曲成形是国内外近年来提出的一种新的金属板材柔性成形方法,它不需模具、不需外力,仅仅通过优化激光加工工艺,精确控制热作用区内的温度分布,从而获得合理的热应力大小与分布,使板料最终实现无模成型。作为一种新的激光加工工艺及塑性成型方法,激光成形技术正显示出越来越诱人的前景,吸引了国内外众多学者从事这方面的研究。本文在综合分析材料热物理性能和力学性能的基础上,建立了板料激光弯曲成形的三维热力耦合模型。利用有限元分析软件MSC.Marc对1Cr17Ni2不锈钢板的激光单次扫描弯曲过程进行了数值模拟,得到了形变场、温度场以及应力应变场模拟结果,并对其变形过程和变形机理进行了分析。模拟结果表明:当高能激光束沿板料表面扫描,在板厚方向会产生强烈的温度梯度,致使加热区材料的塑性应变沿板厚方向差别很大,从而导致板料的弯曲变形。为揭示1Cr17Ni2板料弯曲变形规律,本文研究了激光工艺参数、板料几何尺寸对板料弯曲角度的影响规律。结果表明:当...  (本文共56页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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板料激光曲线弯曲成形的有限元模拟

板料激光弯曲成形是一种利用高能激光束扫描金属薄板表面,在热作用区产生强烈的温度梯度,导致非均匀分布的热应力,使金属板料发生塑性变形的工艺方法。与传统的成形方法相比,该工艺具有不需外力和模具、生产柔性大、加工成本低、成形精度高并能进行硬脆材料变形等优点,因此受到了国内外众多学者及工程界的广泛关注。本文采用有限元分析软件ANSYS对板料激光弯曲成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程的温度场及变形特点,并对成形工艺进行了优化设计。主要内容体现在:(1)对矩形金属板激光直线弯曲成形过程进行有限元模拟,并比较了高斯分布和均匀分布热源的模拟结果,发现均匀热源的温度梯度比高斯热源下的温度梯度要大,最终产生的变形量也相对较大;(2)利用ANSYS二次开发语言(APDL)描述了基于扫描路径的激光束运动模型,编制了基于该扫描路径的初始网格划分及自适应网格重划分程序,利于提高计算精度及效率;(3)采用所编制的模块程序,实现了沿特定曲线扫描弯曲成形过程...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
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钛合金薄板激光弯曲成形数值模拟及优化设计研究

激光弯曲成形是一种高效的柔性成形技术,其利用高能激光束在材料表面扫描而形成热应力,在热应力作用下对工件成形,特别适用于冷加工难以成形的硬且脆,或刚性大的材料,比如陶瓷、钛合金等。TA15合金是一种近α型钛合金,既具有中等强度和良好的热稳定性,又具有α型钛合金良好的热强性和可焊性,以及接近于α-β型钛合金的工艺塑性,因此在航空航天领域获得了广泛的应用。但是钛薄板冷成形加工技术比较困难且回弹较高,因此一般进行热加工。然而采用传统的热成形工艺周期长、成本高,故利用激光弯曲成形这种新兴的热加工工艺可充分发挥其独特优势,并且也很有现实的意义。本文针对钛合金激光成形的特点,采用有限元分析软件MSC.Marc建立了三维热力耦合模型,实现了TA15合金薄板多次激光弯曲成形过程的仿真。研究了该成形过程中板料的温度场、变形场和应力场的变化规律,以及不同工艺参数、几何参数及扫描轨迹对成形的影响规律。同时通过正交试验对激光功率、光斑直径、扫描速度、距自...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

《金属成形工艺》1998年01期
金属成形工艺

板料激光弯曲成形及其数值模拟

介绍了一种利用激光扫描板料时形成的不均匀温度场所诱发的热应力进行弯曲变形的技术。采用非耦合模型,用有限元法对成形过程...  (本文共3;页) 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

金属板材激光弯曲成形规律及影响因素的研究

板材激光弯曲是一种利用高能激光束扫描金属板材表面时形成的非均匀温度场引起的热应力来实现塑性成形的工艺方法。与传统的成形方法相比,该工艺具有不需要模具和外力、生产柔性大、加工成本低、成形精度高等优点。作为一种新的塑性成形方法,激光弯曲工艺受到了国内外众多学者的广泛关注。本文在综合分析了材料热物理性能和力学性能的基础上,建立了板料激光弯曲成形的三维热力耦合模型。利用有限元分析软件ABAQUS对ST14钢板进行了激光弯曲扫描的数值模拟。主要内容体现在:(1)对金属板材激光弯曲成形进行了有限元模拟,采用高斯分布动态热源,并用子程序控制热源的扫描轨迹,从而得到成形过程中的温度场、位移场和应力应变场的模拟结果。(2)在模拟中,采用壳单元与生死单元相结合的方法,从而减小计算量,缩短计算时间,最终利用壳单元与生死单元对板材进行了多道次弯曲成形模拟。(3)通过数值模拟,系统研究了冷却方式、冷却时机、扫描轨迹、扫描步距、扫描次数对最终弯曲结果的影响...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>