1Cr13不锈钢板激光弯曲数值模拟

在综合分析了材料的热物理性能和力学性能随温度变化影响的基础上,建立了板料激光弯曲成形的三维热力耦合模型.对1Cr13不锈钢钢板的激光单次扫描弯曲过程进行了数值模拟,得到了形变场、温度场以及应力场模拟结果,并对其变形过程和变形机理进行了分析.     

工艺参数对管材激光弯曲成形影响规律的研究

管材激光弯曲成形是一种柔性金属塑性成形方法。将连续的激光光斑简化为一间歇跳跃的方形匀强面热源,并考虑材料性能参数与温度的相关性,建立了管材激光弯曲成形的热-机耦合有限元工艺仿真模型,对成形过程进行了数值模拟。有限元模拟结果表明:在其他条件不变的情况下,激光弯曲角度随激光功率的增大而增大,两者基本上成线性关系;弯曲角度随扫描速度的升高而减小,随光斑直径的减小而增大,但当光斑直径减小到一定程度后,弯曲角度开始减小;弯曲角度随扫描包角的增大而增大,当扫描包角为180°时,弯曲角度达到最大,弯曲角度随扫描包角的继续增大而减小;扫描次数与弯曲角度间成近似的线性关系,且第一次扫描管材产生的弯曲角度最大。     

厚钢板激光多次扫描弯曲成形的研究

采用数值模拟和实验研究分析了厚钢板激光多次扫描弯曲成形过程中弯曲角度与激光扫描次数之间的关系。建立三维热力耦合有限元模型计算了成形过程的温度场、应力场和弯曲角度的变化,对不同厚度钢板的激光多次扫描弯曲成形过程进行了实验研究,模拟结果与实验结果符合较好。在相同的工艺参数条件下,钢板越厚,弯曲角度越小。钢板弯曲角度随激光扫描次数的增加而增大,但对不同厚度钢板,它们的变化规律不同。钢板下表面的应变强化是多次扫描过程中随扫描次数增加而弯曲角度增量减小的主要原因。     

金属层合板激光圆弧扫描弯曲成形试验研究

采用激光圆弧扫描弯曲策略,针对矩形层合板主要分析激光功率P、离焦量H、激光扫描速度v以及层合板厚度h对层合板弯曲角度及曲面变形量的变化规律及其影响作用。研究结果表明:激光功率P增大,层合板弯曲角度及曲面变形量随之增大;离焦量H、激光扫描速度v以及层合板厚度h增大,层合板弯曲角度及曲面变形量随之减小;通过激光圆弧扫描弯曲,层合板呈显著三维曲面特征,激光圆弧扫描弯曲成形时层合板长度方向中线处弯曲角度小于层合板两侧边线弯曲角度,且激光扫描线处曲面变形量最大。基于矩形层合板曲面变形特征,为实现圆顶形激光弯曲三维曲面成形,最终利用圆形层合板,采用激光径向+轴向扫描策略弯曲成形圆顶形结构,其最外侧圆周测量线z向最大位移增量达到2. 23 mm。     

约束对板材激光直线扫描成形的影响

板材激光弯曲成形是利用激光成形工件的柔性成形技术。以板材激光单次扫描成形过程为研究对象,对板材激光直线扫描成形过程进行了有限元模拟,分析了有约束和无约束情况下板材的变形行为。     

不锈钢薄板的激光弯曲成形试验研究

以不锈钢薄板的激光弯曲成形为研究对象，通过实验研究其成形过程及影响因素。首先介绍了激光成形的工艺过程及影响因素；然后通过试验研究了激光能量、扫描速度、激光光斑大小和扫描次数等因素对弯曲成形角度的影响。     

管材激光弯曲成形的试验研究

进行了管材激光弯曲的试验研究,确定了工艺参数范围及扫描方式。通过单因素试验法研究了不同的激光参数(激光功率、扫描速度、离焦量和扫描包角)、扫描次数和管径对弯曲角度的影响规律,从而得到了单因素条件下的最佳工艺参数,为激光弯曲成形零件提供了应用基础。     

等离子电弧加热弯曲精确成形试验

为了实现等离子电弧加热的精确弯曲成形,采用等离子电弧沿直线对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材进行加热弯曲成形试验,并用CMOS1303uc数字相机等硬件和相关软件在等离子电弧加热弯曲成形的过程中对弯曲角度进行实时检测,实现了对成形过程的闭环控制。试验结果表明:当扫描次数较少时,板材弯曲角度随扫描次数增加近似呈线性增大;当扫描次数较多时,由于增厚效应的影响,单次扫描弯曲角度的增量会不断减小,弯曲效率明显降低。为了确保加工过程的可靠性并提高成形效率,根据加工余量的不同将成形过程分为粗、中、精三个加工阶段,各个阶段分别采用不同的工艺参数进行加工,通过弯曲角度分别为20°和30°的不锈钢薄板的成形试验验证了该方法的有效性。     

板料激光曲线弯曲成形温度场的数值研究

板料激光弯曲成形是一种利用激光成形构件的柔性成形技术。以矩形板激光单次扫描成形的过程为研究对象，通过对有限元分析软件ANSYS进行二次开发，建立了基于扫描路径的动热源模型，并系统研究了各技术参数下激光弯曲温度场的动态变化。分析发现：（1）曲线扫描准稳态过程的温度峰值要小于同工况下直线扫描情况，且持续时间短暂，温度峰值不断跳跃；（2）相同工艺参数下，随着扫描路径曲率的增大，温度峰值及加热区温度梯度均减小，当扫描路径曲率继续增大时，温度峰值及加热区温度梯度却随之增大；（3）提高激光功率，降低扫描速度以及在恒定线能量密度下增大扫描速度，均使板料温度梯度增大，而增大光斑直径，温度梯度减小。     

C194铜合金薄材脉冲激光弯曲的变形特性研究

为研究C194铜合金薄材脉冲激光弯曲成形机理及其变形特性,基于ABAQUS软件对其成形过程进行了有限元数值模拟,并采用相同参数进行了脉冲激光弯曲成形试验。结果表明:扫描路径上脉冲点的温度表现出强烈的交替振荡现象,工件上下表面温度变化趋势较为一致,下表面的温度值低于上表面各点,上下表面都存在明显的边缘效应;随着脉冲激光光斑的移动,光斑前缘表现出一定的正应变分布,扫掠过的区域呈现负应变分布,稳定后各点的应变均为负值,且中点处应变相对最小;脉冲激光作用后,扫描路径上残余应变量整体增加了一倍多,而残余应力水平变化不大;脉冲激光弯曲成形的变形效果与脉冲次数存在着明显的线性关系,数值模拟所得试样变形效果与试验结果吻合较好。     

管材激光成形的数值模拟研究

建立了管材激光弯曲成形的有限元模型,对成形过程进行了数值模拟分析。模拟结果表明对应于加热和冷却阶段,管材的激光弯曲成形分别经历反向弯曲和正向弯曲两个变形阶段。管材加热区与未加热区域之间形成的较大的塑性应变差使得管材整体上产生了朝向激光束的正向弯曲。成形的机理主要表现为增厚机理。未加热区域的管材壁厚基本不变化,不会出现机械弯曲中管材的破裂问题。     

硅片的激光吸收系数修正与弯曲试验

考虑热物性能参数随温度变化的因素,以硅为对象进行激光弯曲模拟和试验,借助APDL语言编写激光弯曲成形的仿真程序,对单脉冲作用过程进行模拟,以得到单点脉冲周期内的温度分布;并采用NiCr/NiSi合金薄膜热电偶对单脉冲作用过程中的温度分布进行测量,对比上述的温度模拟与测量结果,修正硅材料的激光综合吸收系数。采用有限元分析软件实现了硅片的脉冲激光弯曲成形的仿真和模拟,并对多次连续扫描的模拟结果与硅片弯曲试验结果进行对比,验证了仿真程序的有效性,为硅片的激光弯曲成形提供了理论与试验依据。     

金属薄板激光弯曲成形的工艺参数研究

以不锈钢薄板的激光弯曲成形为研究对象,研究其成形的工艺过程及影响因素;介绍实验设备和激光调焦方法。通过实验研究了激光能量因素、扫描速度因素、激光光斑大小和扫描次数等因素对弯曲成形角度的影响。     

板料激光曲线弯曲成形的数值模拟

基于非傅立叶热传导方程建立了板料激光曲线弯曲成形过程的三雏瞬态温度场以及形变场的有限元列式。在可以忽略材料因变形而产生内热的情况下，将板料激光曲线弯曲过程的温度场和形变场视为两个独立的子系统进行了分别求解，模拟了具有强烈瞬态非线性特征的板料激光曲线弯曲过程，从热力学角度揭示了板料激光曲线弯曲变形的内在机制。     

Al2O3陶瓷薄片CO2连续激光弯曲试验研究

脆性材料的激光弯曲成形技术是激光快速成形技术的重要应用,有着广阔的应用前景。本文通过改变激光功率、扫描速度等工艺参数,利用CO2连续激光对氧化铝陶瓷薄片进行弯曲试验,同时引入线能量密度来寻求适合弯曲的最佳工艺参数,并结合氧化铝陶瓷的高温性能分析了其激光弯曲特点。试验结果表明：采用CO2连续激光可以对氧化铝陶瓷薄片进行弯曲,弯曲角度可达2°;氧化铝陶瓷的激光弯曲过程具有强烈的温度敏感性,当试样表面温度大于临界温度时,弯曲角度迅速增加;适合弯曲的最佳线能量密度范围为17～24 J/mm 。     

不锈钢钢板热应力成形试验研究及其工艺参数评价

以不锈钢钢板为研究对象,通过改变激光光束能量、光斑直径、机床扫描速度、扫描次数以及扫描路径对不锈钢钢板进行弯曲试验,研究了厚度一定的不锈钢钢板弯曲成形时的工艺参数对弯曲角度的影响,并对热应力弯曲成形的工艺参数进行评估。     

板料激光三维弯曲成形的工艺研究

激光成形是1种利用激光作为热源的热应力无模成形新技术.介绍了激光成形的工艺过程及加工设备,分析了激光成形机理,研究了板料激光三维弯曲成形的工艺以及典型工件的成形方案.最后综述了该工艺技术的发展前景.     

板料激光弯曲成形的辅助装置设计

为了降低板料激光弯曲成形过程中的边界效应现象,采用分析和计算的方法设计了一款能够在板料弯曲成形过程中施加外力的辅助装置。该装置由执行机构和动力机构两大部分组成,能够保证所施加的外力随时与板料保持垂直且朝向激光束方向,从而增大激光扫描线两端的弯曲角度,有效降低边界效应。     

焊缝成形线结构光视觉检测方法研究

针对焊缝尺寸测量和表面成形质量评估问题,研究一种基于线结构光的焊缝视觉成形检测系统。在详细论述结构光视觉传感器的组成结构以及标定过程的基础上,优化图像预处理流程,提出了基于边界限定的灰度重心法来提取激光条纹中心线。以单像素的激光条纹为信息源表征焊缝轮廓,融合多特征点提取算法实现激光条纹轮廓特征点的检测并基于特征点建立角焊缝的尺寸计算模型,最终实现焊缝尺寸测量。结果表明：该焊缝成形视觉检测系统能满足焊缝检测性能的要求。     

基于激光线扫描三维重构的扩径管道直径及圆度测量方法

为了提高管道在扩径过程中圆度和直径的测量精度及效率,设计了一套基于激光线扫描三维重构的管道直径及国度测量系统.系统利用激光线扫描传感器对管道外轮廓进行点云数据采集,结合上位机对图像数据进行滤波、去噪及分割,实现扩径管道外轮廓的三维重构,并利用最小二乘法计算重构的扩径管道直径和圆度.实验结果表明,该系统能够实现扩径管道直...