板料激光弯曲成形技术的研究现状及展望

综述了近年来国内外对激光弯曲成形技术的研究现状,概述了激光工艺参数、板料几何参数及材料性能等因素对弯曲成形的影响,分析了扫描轨迹对成形结果的影响以及激光成形闭环控制系统的应用,并对板料激光弯曲成形的应用和发展前景作了展望。     

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。     

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.     

硅片激光弯曲成形的数值模拟与实验

介绍了一种利用脉冲激光塑性化弯曲单晶硅片的新方法。在分析和描述光脉冲时空特性的基础上,运用有限元分析软件ANSYS对硅片弯曲过程进行建模仿真,得到了脉冲激光弯曲过程中温度场与应力应变的仿真结果。对脉冲激光作用过程中温度场与应力应变的周期性瞬间变化特征进行了描述,指出了脆性材料硅片的脉冲激光弯曲机理不属于简单意义上的温度梯度机理或屈曲机理,而是二种机理共同作用的结果。通过6次扫描试验实现了对硅片的有效弯曲,弯曲角度达6.5º,仿真结果与验证性试验相符。     

板料激光正弦扫描成形研究

板料激光弯曲成形是一种利用激光成形工件的柔性成形技术。研究激光成形过程中板料变形与扫描路径之间的关系对该技术的应用尤为重要。文章以板料激光扫描成形过程为研究对象,对激光曲线扫描中较为普遍的正弦路径进行了有限元模拟分析。结果表明,在相同工艺参数下,正弦扫描时,光斑在板料边缘停留时间相对较长,温度峰值攀升更为迅速;由于板料成形中只受热应力作用,变形区域的形状、大小与扫描路径有关。由于约束的影响,正弦扫描成形时,板料加热区表现为一个半径较大的圆弧状区域,并且由于板料中间部位受到的刚端抑制作用相对较大,使两端产生翘曲。随着弦高的减小,翘曲现象减轻,渐呈准直线。     

板料成形数值模拟中的2维截面分析技术

采用具有弯曲效应的Mindlin曲线单元,以逐级更新Langrange,描述了有限度形虚拟速度原理为理论基础,开发了用于板料冲压成形过程2维截面分析的有限元程度,对几种典型件成形进行了计算与讨论,该程序可用于模具设计CAE的初期计算,可以更迅速地分析冲压件的成形性。     

多媒体技术在板料弯曲成形中的应用

简要介绍了板料弯曲成形多媒体应用系统开发的过程,该工作是多媒体技术应用于工程的一种尝试,并取得了阶段性成果。研究结果表明,多媒体技术应用于板料弯曲成形是切实可行的,且以后的弯曲成形研究提供了新的手段。     

数值模拟技术在板料成形中的应用

综述了板料成形中有限元数值模拟技术的发展,介绍了国内外板料成形研究现状、应用水平、常用模拟软件和板料成形的数值模拟的前处理、有限元分析以及后处理,详细分析了CAD建模、有限元建模以及算法的选择以及常见的起皱、破裂、回弹成形缺陷,并指出了今后的研究方向。     

板料激光弯曲成形技术的研究现状及展望

综述了近年来国内外对激光弯曲成形技术的研究现状，概述了激光工艺参数、板料几何参数及材料性能等因素对弯曲成形的影响，分析了扫描轨迹对成形结果的影响以及激光成形闭环控制系统的应用，并对板料激光弯曲成形的应用和发展前景作了展望。     

板料成形数值模拟中回弹问题的处理

在分析了板料成形回弹特性的基础上,列出了回弹的影响因素,提出了回弹计算方法,最后运用自主开发的三维板料成形数值模拟软件SHEET3D对盒形件回弹进行了数值模拟。     

凸翻边零件的液压橡皮成形有限元模拟与分析

利用有限元技术,对凸翻边钣金零件的高压橡皮成形过程进行模拟分析.通过增加侧压块和加大毛坯的方式,由数值模拟与分析,指出了侧压块有利于凸翻边件的成形,以及摩擦因素和模具与侧压块之间的距离对凸翻边件成形的影响,为有限元在橡皮成形工艺中的应用积累了参考数据,为其工艺设计提供了参考依据.     

管材拉弯工艺及数值模拟分析

拉弯是管材弯曲成形的重要工艺方法,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对不同工艺参数下的管材拉弯成形过程进行了数值模拟,通过改变相对弯曲半径R/D和相对弯曲厚度t/D,分析了拉弯工艺参数对成形过程的影响。研究结果表明:通过增大相对弯曲半径R/D或增大相对弯曲厚度t/D,降低弯曲件的等效应力,可以有效控制弯曲件壁厚的变化,有助于提高管材拉弯成形的质量。     

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。     

机器人钣金折弯路径规划与仿真研究

针对钣金折弯机器人示教编程过程烦琐、效率低的问题,提出一种基于 Coin3D 的折弯机器人运动仿真系统方案。基于 Coin3D 虚拟场景技术,为折弯单元各组件建模,完成折弯单元加工环境的参数化配置和导入,实现仿真环境构建。为适应钣金工件随折弯加工逐步变形的特点,设计了对应的双向链式数据模型;分析了折弯机器人典型操作任务目标位姿的确定方法,并在此基础上参考人工示教经验,提出折弯机器人路径规划方法,实现了折弯机器人折弯加工的运动仿真。仿真实验验证了仿真系统和相关模型与方法的正确性,为折弯机器人离线编程系统研发奠定了基础。     

多层金属薄板反复弯曲试验装置设计及运动仿真

设计了反复弯曲实验装置,并利用Pro/E三维软件对其进行运动仿真。仿真结果表明该装置设计合理,对多层金属薄板能起到很好的测试效果。     

基于ANSYS的激光熔覆的数值模拟

利用ANSYS对激光熔覆过程进行了数值模拟,考虑了热源模型、相变潜热、表面效应单元等。分析了整个激光加工过程中温度场的变化过程,以及激光各个参数对材料最高温度与最大冷却速率的影响,并且分析了熔覆层宽度与激光各个参数之间的关系。     

基于仿真分析的离心泵特性曲线计算

采用多参考坐标系模型和标准k-ε双方程湍流模型,应用流体动力学软件FLUENT对一种标准离心泵的内部流场进行模拟计算,通过对泵内流场的压力分布和流动速度进行分析,得到其内的流动状态,进而利用仿真结果计算出泵的特性曲线,并与试验性能曲线进行对比,在额定工况附近二者吻合情况较理想。     

深熔激光焊接熔池温度场的数值模拟

利用旋转Gauss曲面体新型热源模型,忽略深熔激光焊时小孔对传热的影响,建立了移动激光热源作用下的三维数学模型.利用PHOENICS3.4软件,模拟了SUS304不锈钢深熔激光焊接热过程的温度场和熔池熔合线形状,得到了不同焊接速度下的温度场分布云图和"钉头"状的熔池形状.数值模拟结果与试验结果基本吻合.     

激光深熔焊熔池形成过程的数值模拟

建立了用于激光深熔焊数值模拟的新型移动热源模型——圆锥体热源模型,用圆锥体热源模型模拟激光深熔焊时熔池的形成过程。结果显示圆锥体热源模型能够很好地描述能量在试件厚度和试件表面上的传导情况,准确地模拟了熔池的形成过程,得到了与实际焊接很相符的温度场分布。     

板材多点成形不同工艺方法的数值模拟研究

介绍了板材多点成形不同工艺方法的优缺点,基于有限元方法就多点成形不同工艺对压痕、超皱、回弹以及制品成形精度的影响进行了数值模拟研究,并且对不同厚度板条多点成形模拟结果进行了实验验证。结果表明,与多点模具成形、半多点模具成形和半多点压机成形方式相比,多点压机成形能够有效地抑制压痕和皱纹的产生,并得到变形均匀的制品;反复成开法可有效减小回弹,提高成形精度;边部优先成形法能够有效地抑制制品的直边效应。