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《金屬塑性成形原理項(xiàng)目研究激光彎曲成形本科論文.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、《金屬塑性成形原理》項(xiàng)目研究題目：激光彎曲成形班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：日期：2016年1月6日目錄摘要31.對(duì)象描述32.研究目標(biāo)43.研究?jī)?nèi)容44.研究方案45.模擬過程76.后處理數(shù)據(jù)圖表377.成型規(guī)律總結(jié)分析458.學(xué)習(xí)總結(jié)459.參考文獻(xiàn)46摘要：一些合金在室溫下塑性差，冷成形困難，將激光成形技術(shù)用于金屬板料成形，在航空航天產(chǎn)品，以及電子元件的研發(fā)和制造中發(fā)揮著重要作用。因此，了解激光彎曲成形的機(jī)理，激光功率、光斑直徑、掃描速度、掃描次數(shù)以及能量密度等影響因素對(duì)板料激光彎曲角度的影響就
2、顯得十分必要，在其它參數(shù)一定的情況下，彎曲角度隨著激光功率的增加先增大后減小，隨著掃描速度、光斑直徑的增大而減?。粡澢嵌入S著掃描次數(shù)和能量密度的增加而增大。本文采用ABAQUS軟件對(duì)激光彎曲成型過程進(jìn)行數(shù)值模擬和分析。1.對(duì)象描述:1）激光彎曲簡(jiǎn)介：激光彎曲成形是一種利用高能激光束掃描金屬板料表面時(shí)形成的非均勻溫度場(chǎng)所導(dǎo)致的熱應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)塑性變形的工藝方法。這是一種無模具，無外力的非接觸式熱態(tài)積累成型技術(shù)，具有生產(chǎn)周期短，柔性大，精度高等特點(diǎn)。所以不存在模具制作，磨損和潤(rùn)滑問題，也不存在貼膜，回彈現(xiàn)
3、象，成形精度高，適合于精密儀器制造，其工業(yè)應(yīng)用遍及航空航天，微電子行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。2）激光彎曲原理：激光彎曲成形的變形過程是通過激光加熱金屬板料所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)變（平面外應(yīng)變）、平面內(nèi)應(yīng)變或兩者的聯(lián)合作用來實(shí)現(xiàn)的。彎曲應(yīng)變或平面外應(yīng)變使金屬板料產(chǎn)生角變形,如圖所示：而平面內(nèi)應(yīng)變則使金屬板料實(shí)現(xiàn)XY平面內(nèi)成形,如圖所示：例如板料的縮短就是通過激光掃描在整個(gè)厚度方向上產(chǎn)生的類似應(yīng)變來實(shí)現(xiàn)的。而由于材料性能的差異以及所采用的工藝參數(shù)的不同，都會(huì)導(dǎo)致不同的變形機(jī)理，有時(shí)往往是幾種機(jī)理的混合作用。目前可以較好的
4、解釋板料激光成形過程的機(jī)理主要有以下四種：溫度梯度機(jī)理（TGM），屈曲機(jī)理（BM），增厚機(jī)理（UM）和內(nèi)應(yīng)力點(diǎn)機(jī)理。1）激光彎曲成形的應(yīng)用：平板彎曲，管材成形，焊接變形校正，激光微成形。1.研究目標(biāo)：1）通過金屬板料的激光彎曲模擬過程，熟悉掌握有限元方法的基本原理和方法，熟悉掌握ABAQUS的基本知識(shí)，從而了解有限元方法在實(shí)際軟件中的應(yīng)用。2）通過金屬板料的激光彎曲模擬過程，熟悉FORTRAN編程語言，編寫ABAQUS子程序，以及調(diào)用ABAQUS子程序的二次開發(fā)。3）本項(xiàng)目的研究目標(biāo)是研究板料激光彎
5、曲成形的影響因素，以及在成型過程中的應(yīng)力和熱的狀態(tài)的分布，以及用模擬激光彎曲過程的結(jié)果，聯(lián)系實(shí)際，找到設(shè)計(jì)工藝的不足之處并提出改進(jìn)建議。2.研究?jī)?nèi)容：1）模擬銅合金的激光彎曲成型過程，解決網(wǎng)格劃分，材料性能設(shè)置，模擬激光的二次開發(fā)，分析板料在激光彎曲成型過程中的應(yīng)力應(yīng)變等規(guī)律；2）研究激光彎曲過程中，激光功率（熱源功率）對(duì)彎曲角度的影響。3）研究激光彎曲過程中，激光掃描次數(shù)對(duì)彎曲角度的影響。4）研究激光彎曲過程中如何提高成形精度，在板料的那些地方彎曲角度不好控制并提出改進(jìn)方案。3.研究方案：建立如圖
6、模型，，用FORTRAN語言編寫DFLUX子程序模擬激光光源掃描銅合金板料，觀察計(jì)算后的結(jié)果，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，在DFLUX程序改變光源的半徑大小，光源的功率，以及掃描次數(shù)，再進(jìn)行計(jì)算分析，查看彎曲角度的變化，總結(jié)規(guī)律。關(guān)于FORTRAN子程序：SUBROUTINEDFLUX(FLUX,SOL,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,COORDS,1JLTYP,TEMP,PRESS,SNAME)C上面是ABAQUS程序提供的DFLUX子程序接口INCLUDE'ABA_PARAM.INC'
7、CDIMENSIONFLUX(2),TIME(2),COORDS(3)!這是三個(gè)數(shù)組CHARACTER*80SNAMEv=13!光源移動(dòng)速度，為mm/sd=v*time(1)x1=coords(1)y1=coords(2)z1=coords(3)C將實(shí)體上任意一點(diǎn)的三個(gè)坐標(biāo)分別賦予變量x1、y1、z1x0=-60y0=0z0=0C這是光源的起點(diǎn)xx=x0+dR=5AMP=1!幅值函數(shù)，這里是常量1A=0.85P=400000000000!激光的功率pi=3.1415926!圓周率FLUX(1)=0H
8、EAT=2*A*P*AMP/(pi*(R**2))!光源中心溫度N=MOD(KSTEP,2)!奇數(shù)分析步為加熱，偶數(shù)為冷卻SHAPE=exp(-2*((x1-xx)**2+(y1-y0)**2)/(R**2)-2*(z1-z0)**2/1)IF(N>0)THENFLUX(1)=HEAT*SHAPEENDIFC最終輸出到位置為（x1，y1，z1）的熱流密度FLUX(1)RETURNEND如上圖的子程序，在附件中也有，接口中各個(gè)變量的含義是：FLUX(1)————模型節(jié)點(diǎn)
