【摘 要】
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板料激光弯曲成形是一种利用激光成形构件的柔性成形技术,其基本原理是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
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板料激光弯曲成形是一种利用激光成形构件的柔性成形技术,其基本原理是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从而最终实现无模成形.板料的变形归根结底取决于不同工艺参数以及不同扫描轨迹所引起的温度场形式及其诱发的应力场.而数值模拟方法是全面研究温度场和应力场的最佳选择.该文以平板激光单次扫描成形的过程为研究对象,应用通用有限元分析软件ANSYS对温度梯度机理下弯曲成形过程进行了三维数值研究.(1)根据激光弯曲成形过程的特点,建立温度场和应力应变场的有限元分析模型.(2)利用ANSYS中的二次开发语言APDL开发了分析激光弯曲温度场和应力应变场的程序,以实现求解过程的自动化.(3)研究给定技术参数下激光弯曲温度场的动态变化过程以及温度场的分布.数值模拟结果表明,在板厚方向形成高达850℃的温度差.(4)研究激光功率、扫描速度、光斑直径、板厚等技术参数对峰值温度、温度梯度以及600℃塑性区的影响规律.(5)研究给定技术参数下激光弯曲动态应力应变的变化过程及残余应力的分布.(6)研究激光功率、扫描速度、光斑直径、板厚、板宽等技术参数对弯曲角的影响规律.
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