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《激光熱變形機理及復(fù)雜曲面板材熱成形工藝規(guī)劃研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文激光熱變形機理及復(fù)雜曲面板材熱成形工藝規(guī)劃研究姓名：石永軍申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：機械制造及其自動化指導(dǎo)教師：姚振強20070301上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文摘要溫度分布。其次，通過定義無量綱溫度和坐標轉(zhuǎn)化，研究了板內(nèi)任一平行于上表面的平面上垂直于掃描路徑方向溫度分布的相似性規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出溫度分布代數(shù)解析式。最后，將相似理論引入到激光熱成形領(lǐng)域，針對不同尺寸和不同材質(zhì)板材，建立溫度場和變形場相似準則?；谠摐蕜t可實現(xiàn)利用小尺寸板材熱成形來模擬大尺寸板材熱成形過程，利用常規(guī)材質(zhì)金屬板材來模擬貴重金屬板材的激光熱成形過
2、程。(3)激光熱成形工件精度控制．激光熱成形中板材除了目標變形外．同時產(chǎn)生翹曲變形、加熱線彎曲變形和加熱區(qū)域增厚這些冗余變形，導(dǎo)致產(chǎn)生成形誤差。論文分析了板材幾何尺寸、工藝參數(shù)、掃描順序、掃描方向和掃描間距對成形精度的影響規(guī)律，可用于對給定激光熱成形工件的誤差評估，也可通過優(yōu)化工藝參數(shù)以減小成形誤差。另外，為了消除增厚機制條件下由于存在一定溫差而產(chǎn)生的厚度方向平面應(yīng)變差和小的彎曲變形，提出一種金屬板材上下表面同步加熱的掃描策略，該策略不僅可獲得可忽略的彎曲變形和均勻的塑性交形場，而且可選用較小的光斑直徑和較快的掃描速度，拓寬增厚機制條件下工藝參數(shù)
3、的選擇范圍。(4)復(fù)雜曲面激光熱成形工藝規(guī)劃?；谏鲜鲇邢拊獢?shù)值仿真、成形機理、溫度場分布和變形規(guī)律研究，探究單曲率型面和雙曲率型面的成形策略。針對高斯曲率為零的單曲率曲面提出兩種加工策略，～種是根據(jù)目標曲面的極值點和拐點進行曲面劃分，在不同分段上根據(jù)幾何曲率分布進行路徑規(guī)劃的單曲率型面工藝規(guī)劃的方法；另一種是基于有限元方法首先獲得板材變形所需要的殘余塑性應(yīng)變場，然后結(jié)合加工工藝參數(shù)與殘余塑性應(yīng)變基本關(guān)系數(shù)據(jù)庫確定激光掃描路徑和加工工藝參數(shù)。針對高斯曲率非零的雙曲率曲面，分別建立平板和預(yù)彎曲板工藝參數(shù)與殘余塑性應(yīng)變基本關(guān)系數(shù)據(jù)庫以及上下表面應(yīng)變比
4、基本關(guān)系數(shù)據(jù)庫，基于板材成形所需要的應(yīng)變場，采用上下表面分別加熱進行雙曲率面工藝規(guī)劃。通過對板材彎曲方向、變形規(guī)律擴展性、精度控制與工藝規(guī)劃等問題的研究，論文基于而礎(chǔ)慨值可準確判斷板材的彎曲方向，實現(xiàn)了薄板凹凸面無翻轉(zhuǎn)成形；基于相似理論，可實現(xiàn)工藝規(guī)劃中不同材質(zhì)不同尺寸板材工藝參數(shù)的快速確定：基于冗余變形規(guī)律的研究，可實現(xiàn)工藝參數(shù)的優(yōu)化以提高成形精度：基于板材曲率變化與目標型面變形場分析，解決了復(fù)雜曲面的精確成形問題。上述研究工作可用于解決工件快速高精度成形的問題，為金屬板材激光熱應(yīng)力曲面成形數(shù)控裝備的研發(fā)提供理論基礎(chǔ)，對于推動激光熱成形技術(shù)在航
5、空航天業(yè)、汽車制造業(yè)以及其他相關(guān)領(lǐng)域的工業(yè)化應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。關(guān)鍵詞：金屬板材，激光熱成形，成形機理，變形規(guī)律，精度控制，工藝規(guī)劃Ⅱ上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文ResearchonLaserBendingMechanismandFormingProcessPlanfor3DCurvedPlatesABSTRACTFormingpartsaccountformuchbiggerproportioninthefieldsoftheaerospace，shipbmlding，automobileandmicroelectroulcs．However,
6、duetocomplexprocess，variousproductsandlowvolumeproductionanddifficulttoformmaterialsliketitaniumalloy,nickelalloy，etc，thetraditionalwholeheatformingneedsalargenumberofhightemperatureresistantdies,whichleadstoahighexpenseandlongtimes．Inaddition,SOmeworkpieccscannotbeprocessedb
7、ecausetheyareconfinedbythesizeofheatingfurnRce．Laserformingisaflexibleformingtechnologywhichformssheetmetalbymeansoflaser-inducednon-uulfomthermalstress．Asaformingmethodofhotaccumulation,incomparison、)lritIlconventionalmetalformingprocess，itrequiresnodiesandexternalforces，esp
8、ecially，itissuitableforthehardandbrittlematerialsformingandlowvolume
