發(fā)布時(shí)間：2017-07-17 16:06

  本文關(guān)鍵詞：鋁合金板材激光彎曲的精度控制與有限元分析

  更多相關(guān)文章： 激光彎曲 鋁合金 有限元分析 金相分析 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：激光彎曲成形是一種新的板材成形工藝方法,一直以來都是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),在汽車、船舶、航空及精密儀器等領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展前景。本文采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)和有限元仿真相結(jié)合對鋁合金板材進(jìn)行激光彎曲研究,并在此基礎(chǔ)上引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對激光彎曲工藝參數(shù)進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化,主要完成工作如下:(1)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)條件,對鋁合金薄板和激光光源進(jìn)行有限元建模,完成鋁合金激光彎曲成形仿真分析,獲得成形過程中的溫度場、應(yīng)力場和位移場的變化情況。分析并發(fā)現(xiàn)板材邊緣存在溫度梯度的端點(diǎn)效應(yīng),導(dǎo)致了自由端彎曲成形的不均勻性。(2)基于有限元分析結(jié)果,采用光纖激光加工中心進(jìn)行激光彎曲加工基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),從激光功率、掃描速度、掃描次數(shù)和掃描方式等主要工藝參數(shù)進(jìn)行研究,修正有限元分析結(jié)果;分析各參數(shù)對鋁合金薄板彎曲角度的影響;得到激光加工參數(shù)對薄板彎曲角度的影響規(guī)律,即彎曲角度隨激光功率增大而先增大后減小;掃描速度影響較弱,角度隨掃描速度增加而減小;掃描次數(shù)影響明顯,但達(dá)到一定角度后,不會(huì)再增大;間歇式掃描比連續(xù)式掃描影響明顯。(3)基于真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建彎曲角度、激光功率、掃描速度和掃描次數(shù)的非線性模型,預(yù)測了某些彎曲角度下的激光工藝參數(shù),并通過實(shí)驗(yàn)加工驗(yàn)證誤差在9%之內(nèi),對薄板彎曲成形具有一定指導(dǎo)意義。本文的研究對鋁合金板材激光彎曲成形的技術(shù)應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：激光彎曲 鋁合金 有限元分析 金相分析 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG665
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題背景10-14
• 1.1.1 選題意義10-11
• 1.1.2 激光彎曲成形機(jī)理11-14
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.2.1 國外發(fā)展?fàn)顩r14
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.3 本課題主要工作內(nèi)容15-17
• 2 鋁合金薄板激光彎曲成形規(guī)律的有限元模擬17-35
• 2.1 數(shù)值模擬求解方法及仿真軟件的選擇17-18
• 2.1.1 數(shù)值模擬求解方法的選擇17-18
• 2.1.2 仿真軟件的選擇18
• 2.2 熱力耦合有限元理論18-21
• 2.2.1 耦合的熱傳導(dǎo)計(jì)算19-21
• 2.2.2 熱彈塑性分析21
• 2.2.3 動(dòng)態(tài)熱應(yīng)力耦合21
• 2.3 激光彎曲有限元建模21-26
• 2.3.1 模型建立22
• 2.3.2 材料性能參數(shù)22-24
• 2.3.3 熱傳導(dǎo)初始與邊界條件的設(shè)定24-25
• 2.3.4 時(shí)間步長的選取25
• 2.3.5 動(dòng)態(tài)激光熱源的處理25-26
• 2.3.6 薄板熱吸熱系數(shù)的確定26
• 2.3.7 單元的選取與劃分網(wǎng)格26
• 2.4 鋁合金激光彎曲成形仿真分析26-34
• 2.4.1 成形過程的溫度場分析27-29
• 2.4.2 成形過程的應(yīng)力場分析29-31
• 2.4.3 成形過程的位移場分析31-33
• 2.4.4 角度的測量33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 鋁合金薄板激光彎曲實(shí)驗(yàn)研究35-47
• 3.1 金屬薄板激光彎曲成形影響因素35
• 3.2 薄板幾何參數(shù)及激光加工參數(shù)35-36
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備36-38
• 3.4 激光加工參數(shù)對彎曲角度的影響38-41
• 3.4.1 激光功率對彎曲角度的影響38-39
• 3.4.2 激光掃描速度對彎曲角度的影響39
• 3.4.3 掃描次數(shù)對彎曲角度的影響39-40
• 3.4.4 掃描方式對彎曲角度的影響40-41
• 3.5 激光彎曲實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性41
• 3.6 激光加工對材料組織的影響41-46
• 3.6.1 金相組織分析41-44
• 3.6.2 顯微硬度分析44-46
• 3.7 激光彎曲樣件的加工46
• 3.8 本章小結(jié)46-47
• 4 激光彎曲成形工藝參數(shù)和成形角度預(yù)測47-61
• 4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)47-51
• 4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程及生物學(xué)啟示47-48
• 4.1.2 人工神經(jīng)元結(jié)構(gòu)48-49
• 4.1.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理49-51
• 4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在激光彎曲成形的數(shù)值預(yù)測51-56
• 4.2.1 基于激光彎曲成形的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建51-52
• 4.2.2 訓(xùn)練數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和歸一化處理52-54
• 4.2.3 彎曲角度的預(yù)測及其誤差分析54-55
• 4.2.4 彎曲角度的預(yù)測55-56
• 4.3 激光加工參數(shù)的預(yù)測56-60
• 4.3.1 激光功率的預(yù)測56-57
• 4.3.2 掃描次數(shù)的預(yù)測57-59
• 4.3.3 掃描速度的預(yù)測59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61
• 5.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68
• 附錄 1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)68-75
• 附錄 2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測數(shù)據(jù)75-76

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本文編號：554358