板料激光曲線彎曲成形的有限元模擬.pdf

1、板料激光彎曲成形是一種利用高能激光束掃描金屬薄板表面，在熱作用區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈的溫度梯度，導(dǎo)致非均勻分布的熱應(yīng)力，使金屬板料發(fā)生塑性變形的工藝方法。與傳統(tǒng)的成形方法相比，該工藝具有不需外力和模具、生產(chǎn)柔性大、加工成本低、成形精度高并能進(jìn)行硬脆材料變形等優(yōu)點(diǎn)，因此受到了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者及工程界的廣泛關(guān)注。 本文采用有限元分析軟件ANSYS對(duì)板料激光彎曲成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了成形過程的溫度場(chǎng)及變形特點(diǎn)，并對(duì)成形工藝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。主

2、要內(nèi)容體現(xiàn)在：(1)對(duì)矩形金屬板激光直線彎曲成形過程進(jìn)行有限元模擬，并比較了高斯分布和均勻分布熱源的模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)均勻熱源的溫度梯度比高斯熱源下的溫度梯度要大，最終產(chǎn)生的變形量也相對(duì)較大；(2)利用ANSYS二次開發(fā)語(yǔ)言(APDL)描述了基于掃描路徑的激光束運(yùn)動(dòng)模型，編制了基于該掃描路徑的初始網(wǎng)格劃分及自適應(yīng)網(wǎng)格重劃分程序，利于提高計(jì)算精度及效率；(3)采用所編制的模塊程序，實(shí)現(xiàn)了沿特定曲線掃描彎曲成形過程的有限元模擬。與直線掃描對(duì)比發(fā)

3、現(xiàn)：板料上表面的材料發(fā)生了較大的橫向收縮變形，而下表面的橫向收縮較小，變形量均比直線掃描情況下大。(4)通過數(shù)值模擬，系統(tǒng)研究了各技術(shù)參數(shù)對(duì)板料激光曲線彎曲變形的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：增加激光束功率，彎曲變形量顯著增大；在定功率情況下，增加掃描速度，彎曲變形量呈減小趨勢(shì)；在激光功率和掃描速度不變的情況下，增大激光光斑直徑，板料的彎曲變形量隨之減小，但當(dāng)光斑直徑增大到一定值的時(shí)候，光斑大小對(duì)彎曲變形量影響不大；彎曲變形量隨面能量密度(P/(DV