船用中厚板激光彎曲成形過程數值模擬及實驗研究.pdf

1、板材激光彎曲成形技術是一種利用高能激光束掃描板材，在板材內部產生不均勻的熱應力使板材成形的新型工藝。與傳統(tǒng)的成形方法相比，該工藝具有不需外力和模具、生產柔性大、加工成本低、成形精度高并能進行硬脆材料變形等優(yōu)點，在航空航天、船舶、汽車和微電子等領域具有廣闊的應用前景。 本文使用有限元分析軟件ANSYS 對船用中厚板激光彎曲成形過程進行數值模擬。建立了三維熱應力耦合模型，分析了成形過程的溫度場、形變場及應力場變化規(guī)律，發(fā)現板材在激光

2、彎曲成形過程發(fā)生明顯的繞X 軸方向的彎曲，同時沿X 軸方向和Y 軸方向增長等一系列現象。 為驗證數值模擬結果，對船用中厚鋼板激光彎曲成形過程進行了實驗研究，采用激光位移傳感器測量了板材彎曲高度，采用熱電偶測量了激光掃描過程中板材節(jié)點溫度實時變化情況，發(fā)現實驗實測的結果與模擬計算結果相吻合，從而驗證了數值模型的準確性。為進一步研究激光加工工藝參數與板材彎曲角度的關系，分別采用不同掃描速度、不同激光功率、不同光斑大小及不同掃描次數進