本文將元胞自動機(jī)方法引入激光加工領(lǐng)域,對激光切割金屬厚板和激光立體成形進(jìn)行研究,包括工藝機(jī)理、模擬計(jì)算以及幾何輪廓尺寸預(yù)測等。激光切割數(shù)值模擬研究中,實(shí)現(xiàn)熔融液體流動、熱傳導(dǎo)等不同效應(yīng),探究厚板切割機(jī)理和切縫輪廓變化規(guī)律。激光立體成形模擬研究中,實(shí)現(xiàn)液體表面張力等作用和效應(yīng),探究成形機(jī)理和成形輪廓變化規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:1、分別建立激光切割元胞自動機(jī)模型和激光立體成形元胞自動機(jī)模型。模型充分考慮激光加工過程中傳導(dǎo)、對流、輻射和相變潛熱等熱量傳遞與損失,以及材料對激光束吸收效率、光斑形狀尺寸、激光能量衰減、輔助氣體影響和熔融液體流動等各種復(fù)雜因素�；谀Ｐ�,編寫C++程序,實(shí)現(xiàn)對直線激光切割和同軸送粉式激光立體成形的數(shù)值模擬計(jì)算。2、開展激光切割實(shí)驗(yàn)。首先進(jìn)行薄板切割,在不同工藝條件下切割3mm低碳鋼薄板。然后對3mm、5mm、10mm、16mm和20mm五種不同厚度的低碳鋼板進(jìn)行切割。測量切縫寬度與輪廓錐度,探究金屬厚板切縫形貌輪廓變化規(guī)律。3、開展激光立體成形實(shí)驗(yàn)。首先在不同激光功率和送粉速率條件下,進(jìn)行鎳基合金粉末單道直線成形實(shí)驗(yàn)。然后進(jìn)行HLSA-100粉末多道和多層成形實(shí)驗(yàn)... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光切割示意圖

圖 1-2 激光立體成形示意圖如圖 1-2 所示，同軸送粉式激光立體成形與激光切割加工一樣，也是采用聚束照射基底表面，同時(shí)通過載粉氣體同軸送粉的方式，將載粉氣體輸送到金�；w和金屬粉末被激光輻照后，溫度迅速升高發(fā)生固體液化相變，形成熔開后，熔池迅速冷卻固化，形成粉末沉積成形層。隨著激光束按照工藝軌跡不斷沉積凝固，從而實(shí)現(xiàn)基底表面激光立體成形制造。激光立體成形的過程也相對比較復(fù)雜，由圖 1-2 可知，激光立體成形也是光、金相學(xué)與液體動力學(xué)等多種學(xué)科交叉融合的復(fù)雜工藝過程，涉及到激光參數(shù)和基底與粉末材料參數(shù)等多個(gè)復(fù)雜影響因素，主要包括送粉速率、粉末粒用率等[7]。這些粉末參數(shù)都對單位時(shí)間內(nèi)，有效燒蝕沉積的粉末量有很大影然會影響成形層的形貌與質(zhì)量。根據(jù)前文激光切割的質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分析，本文研究的激光立體成形工藝質(zhì)量成形層的幾何形貌尺寸。 課題來源

第一章 緒論方法概述簡介方法（Cellular Automata）最初是被當(dāng)做一種生物機(jī)體的Ulam 提出[15]。為了突破那個(gè)時(shí)代的電子管計(jì)算機(jī)的技術(shù)將一個(gè)矩形平面劃分成多個(gè)網(wǎng)格，分別用空格或者實(shí)格狀態(tài)的轉(zhuǎn)化就用不同格的變換進(jìn)行描述。從最初被創(chuàng)建到有引起學(xué)術(shù)界很多的關(guān)注，它的應(yīng)用進(jìn)展基本近乎于零一直等到了 1980 年代，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的突破式爆自動機(jī)方法進(jìn)行了深入研究，比較全面地進(jìn)行了元胞自述。從這個(gè)時(shí)候開始，元胞自動機(jī)的價(jià)值才漸漸被重視

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對激光切割技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的研究[J]. 王新明,孫有亮,陳立偉,張海東.  現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2017(16)
[2]淺議我國數(shù)控激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 王天勇.  中國設(shè)備工程. 2017(04)
[3]智能制造的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張潔,呂佑龍.  高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2015(03)
[4]大功率半導(dǎo)體激光器研究進(jìn)展[J]. 王立軍,寧永強(qiáng),秦莉,佟存柱,陳泳屹.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]激光立體成形TC4鈦合金組織和力學(xué)性能研究[J]. 李靜,林鑫,錢遠(yuǎn)宏,黃衛(wèi)東.  中國激光. 2014(11)
[6]激光切割表面形貌的分形插值模擬分析[J]. 趙林,耿雷,齊立濤.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(07)
[7]送粉式激光熔覆中瞬態(tài)溫度場與幾何形貌的三維數(shù)值模擬[J]. 劉昊,虞鋼,何秀麗,李少霞,鄭彩云,寧偉健,葛志福.  中國激光. 2013(12)
[8]激光加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 朱萍.  安徽科技. 2013(01)
[9]金屬零件激光增材制造技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 李懷學(xué),鞏水利,孫帆,黃柏穎.  航空制造技術(shù). 2012(20)
[10]激光打孔過程三維瞬態(tài)數(shù)值模擬[J]. 葛志福,虞鋼,何秀麗,盧國權(quán),李少霞.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2012(08)

碩士論文
[1]基于CA法鈦合金激光快速成形晶粒生長模擬研究[D]. 王宗園.沈陽航空航天大學(xué) 2017
[2]鋁合金薄板激光切割工藝研究[D]. 張暉.陜西理工學(xué)院 2016
[3]電子束光刻的三維微結(jié)構(gòu)的模擬計(jì)算[D]. 鮑先同.東南大學(xué) 2016
[4]YAG激光切割薄鋼板的技術(shù)研究[D]. 袁偉.長春理工大學(xué) 2014
[5]中厚板氧助激光切割數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳樂.上海交通大學(xué) 2014
[6]元胞自動機(jī)與現(xiàn)代科學(xué)中的計(jì)算主義[D]. 甘濤.中國人民大學(xué) 2005
[7]元胞自動機(jī)模型應(yīng)用及模糊元胞自動機(jī)[D]. 暢春玲.大連海事大學(xué) 2005



本文編號：3287640