本文關(guān)鍵詞：激光輔助加熱變高度輥模成形有限元分析及輔助加熱系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽車輕量化是當(dāng)今汽車工業(yè)的發(fā)展方向,先進(jìn)高強(qiáng)鋼變截面構(gòu)件,可以在載荷一定的條件下減輕質(zhì)量,利用輥彎成形工藝方法將超高強(qiáng)鋼板材制成能達(dá)到最好截面力學(xué)性能的變截面梁類構(gòu)件,是尚未完全解決的工程問題。本課題在提出并完成的定模動(dòng)輥?zhàn)兘孛孑亸澇尚紊a(chǎn)線樣機(jī)研制的基礎(chǔ)上,利用金屬在高溫狀態(tài)下強(qiáng)度降低,塑性和延展性增大的特點(diǎn),以DP980超高強(qiáng)鋼為研究對(duì)象,采用對(duì)板料折彎區(qū)進(jìn)行區(qū)域加熱的方法,提出激光輔助加熱變高度輥模成形方法。本文通過高溫拉伸試驗(yàn)得到了DP980高強(qiáng)度板在400℃、450℃、500℃、550℃、600℃和650℃下的材料力學(xué)性能參數(shù)及相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析對(duì)比各溫度下的屈強(qiáng)比σs/σb、強(qiáng)屈差σs-σb及均勻伸長(zhǎng)率δj,結(jié)果表明400℃至500℃之間較適合材料塑性成形,500℃以上表面氧化現(xiàn)象嚴(yán)重,最終確定450℃為成形加熱溫度�；跓崃︸詈系姆治龇椒�,在大型有限元分析軟件ABAQUS中建立激光輔助加熱變高度輥模成形過程的分析模型,并在板料折彎區(qū)設(shè)置450℃表面熱載荷。通過有限元仿真,得到了板料在常溫和450℃下的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)分布以及軋輥成形力數(shù)據(jù)。分析結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),DP980板材在450℃狀態(tài)下成形比常溫狀態(tài)下成形最大軋輥成形力減小60%,綜合成形效果有所改善。基于確定的材料成形加熱溫度,針對(duì)激光的危險(xiǎn)性,采用遠(yuǎn)程PID溫度控制,實(shí)現(xiàn)激光輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)。溫度控制器采用單片機(jī)系統(tǒng),對(duì)控制板、驅(qū)動(dòng)板、WIFI模塊、激光器、溫度傳感器等進(jìn)行硬件選型,搭建了系統(tǒng)硬件平臺(tái)。采用上位機(jī)-下位機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過單片機(jī)WIFI模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊,從而實(shí)現(xiàn)操作人員對(duì)激光器的遠(yuǎn)程控制�；赩C++ MFC應(yīng)用程序框架,開發(fā)上位機(jī)控制系統(tǒng),利用單片機(jī),通過數(shù)字量與模擬量控制,實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)激光器開關(guān)、功率大小調(diào)節(jié)、溫度規(guī)劃、溫度采集、數(shù)據(jù)反饋功能。
【關(guān)鍵詞】：激光加熱 變高度輥模成形 高強(qiáng)度鋼 有限元分析 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG306;TN249
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 輥彎成形技術(shù)研究現(xiàn)狀及特點(diǎn)9-15
• 1.1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.1.3 傳統(tǒng)輥彎成形技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及缺陷14-15
• 1.2 激光熱成形技術(shù)及研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 激光熱成形技術(shù)應(yīng)用15-17
• 1.2.2 激光熱成形技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.3.1 本文研究?jī)?nèi)容18
• 1.3.2 本文研究難點(diǎn)18-19
• 第二章 激光熱成形技術(shù)理論研究19-25
• 2.1 激光產(chǎn)熱原理19-20
• 2.2 激光熱應(yīng)力成形機(jī)理20-24
• 2.2.1 溫度梯度機(jī)理21-22
• 2.2.2 屈曲機(jī)理22-23
• 2.2.3 增厚機(jī)理23-24
• 2.3 本章總結(jié)24-25
• 第三章 激光輔助加熱變高度輥模成形有限元分析25-43
• 3.1 變高度輥模成形技術(shù)概述25-30
• 3.1.1 變截面輥彎成形缺陷25-26
• 3.1.2 變高度輥模成形技術(shù)成形原理26-28
• 3.1.3 變高度輥模生產(chǎn)線成形工藝28-30
• 3.1.4 變高度輥模成形工藝的優(yōu)點(diǎn)30
• 3.2 高溫單向拉伸試驗(yàn)30-34
• 3.3 有限元模型的建立34-37
• 3.3.1 模型的簡(jiǎn)化34-35
• 3.3.2 模型網(wǎng)格劃分35-36
• 3.3.3 軋輥運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)置36
• 3.3.4 熱載荷的設(shè)置36-37
• 3.4 有限元結(jié)果分析37-42
• 3.4.1 溫度場(chǎng)結(jié)果分析37-38
• 3.4.2 應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果分析38-40
• 3.4.3 軋輥成形力分析40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 基于單片機(jī)系統(tǒng)的激光輔助加熱系統(tǒng)研究43-66
• 4.1 ARDUINO控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介43
• 4.2 激光輔助加熱系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)43-45
• 4.3 硬件選型45-53
• 4.3.1 激光器選型45-47
• 4.3.2 控制板選型47-48
• 4.3.3 驅(qū)動(dòng)板選型48-49
• 4.3.4 WIFI模塊選型49-50
• 4.3.5 溫度傳感器選型50-53
• 4.4 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53-54
• 4.5 PID恒溫控制54-57
• 4.6 上位機(jī)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)57-61
• 4.6.1 上位機(jī)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)57-58
• 4.6.2 上位機(jī)控制系統(tǒng)流程58-59
• 4.6.3 上位機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)59-61
• 4.7 下位機(jī)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)61-65
• 4.7.1 下位機(jī)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)61
• 4.7.2 下位機(jī)控制系統(tǒng)流程61-63
• 4.7.3 下位機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)63-65
• 4.8 本章小結(jié)65-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-68
• 5.1 主要結(jié)論66
• 5.2 研究展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 在學(xué)期間的研究成果72-73
• 致謝73

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