【摘要】：激光噴丸成形技術(shù)作為一種先進(jìn)的加工制造技術(shù),憑借該工藝的技術(shù)特點(diǎn)和突出的優(yōu)勢,在金屬板料的噴丸成形領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。該工藝的噴丸成形機(jī)理是利用高能量的激光束誘導(dǎo)產(chǎn)生的等離子體沖擊波壓力使得材料內(nèi)部產(chǎn)生塑性變形從而得到具有一定曲率變形的板料。對激光噴丸成形進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化調(diào)整是實(shí)現(xiàn)板料準(zhǔn)確成形的關(guān)鍵。本文對激光噴丸板料的塑性變形行為進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬與試驗(yàn)驗(yàn)證,主要研究內(nèi)容包括:首先介紹了激光的形成條件以及激光所具有的特點(diǎn),然后從激光誘導(dǎo)等離子體壓力沖擊波的形成的基本原理出發(fā),探討了在激光沖擊波壓力加載下板料的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及影響板料激光噴丸彎曲變形的工藝參數(shù)。針對薄板激光噴丸成形的主要特點(diǎn),文中依靠ANSYS/LS-DYNA有限元軟件模擬分析平臺(tái),建立了激光噴丸成形的三維有限元模型,對激光噴丸成形過程進(jìn)行了有限元分析,主要研究了激光噴丸成形的工藝參數(shù)(噴丸沖擊壓力、噴丸持續(xù)時(shí)間等)對板料彎曲變形規(guī)律的影響,獲得了不同參數(shù)下板料激光噴丸成形的基本規(guī)律以及對噴丸成形進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化控制。以國產(chǎn)70鋼為試驗(yàn)對象,在約束狀態(tài)下對板料激光噴丸成形進(jìn)行試驗(yàn)研究。研究表明,隨著噴丸沖擊壓力和噴丸持續(xù)時(shí)間的增加,板料的彎曲變形量隨之變大。在模擬的基礎(chǔ)上,利用阿爾門量儀對板料的彎曲變形進(jìn)行了實(shí)際測量,數(shù)值模擬獲得的結(jié)果和試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)近似一致,表明利用有限元方法可以在一定精度內(nèi)實(shí)現(xiàn)激光噴丸板料的彎曲變形模擬。研究取得的成果為板料激光噴丸成形中工藝參數(shù)的優(yōu)化控制提供了理論依據(jù)和有益的指導(dǎo)。
[Abstract]:Laser shot peening technology, as an advanced processing and manufacturing technology, has received extensive attention in the field of sheet metal peening with the help of its technical characteristics and outstanding advantages. The shot peening mechanism of this process is that the plasma-shock wave pressure induced by high energy laser beam causes the plastic deformation inside the material, and the sheet metal with certain curvature deformation can be obtained. Optimizing the parameters of laser shot peening is the key to realize the accurate forming of sheet metal. In this paper, the plastic deformation behavior of laser shot peening plate is numerically simulated and verified by finite element method. The main research contents are as follows: firstly, the forming conditions of laser and the characteristics of laser are introduced. Then, based on the basic principle of laser induced plasma pressure shock wave, the dynamic response of sheet metal under laser shock wave loading and the technological parameters affecting laser shot peening deformation of sheet metal are discussed. According to the main characteristics of laser shot peening of thin plate, the 3D finite element model of laser shot peening is established by using ANSYS/LS-DYNA finite element software simulation analysis platform, and the process of laser shot peening is analyzed by finite element method. The influence of laser shot peening process parameters (shot peening pressure, shot peening duration, etc.) on the bending deformation of sheet metal was studied. The basic rules of laser shot peening of sheet metal under different parameters and parameter optimization control of shot peening are obtained. The laser shot peening forming of sheet metal was studied with domestic 70 steel as experimental object. The results show that the bending deformation of sheet metal increases with the increase of shot peening pressure and shot peening duration. On the basis of simulation, the bending deformation of sheet metal is measured by Alman meter. The results obtained by numerical simulation are approximately consistent with the data obtained from the experiment. The results show that the finite element method can be used to simulate the bending deformation of laser shot peening sheet. The research results provide theoretical basis and useful guidance for optimizing control of process parameters in sheet metal laser shot peening.
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG668

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本文編號：2157489