TC4钛合金板料激光冲击成形过程的有限元仿真

激光冲击成形集板材成形和材料改性于一体,利用激光诱导高幅冲击波的力效应使板料产生塑性变形,是一种无模、柔性成形新工艺。本文使用商业有限元分析软件ABAQUS进行了钛合金板料激光冲击成形过程的仿真研究,分析了钛合金板料厚度、激光能量、约束孔径、激光光斑间隔四种因素对材料变形量和应力应变的影响。研究表明:随着板料厚度的增加,板料变形范围逐渐减小,变形量先减小后增大;随着激光能量的增大,材料的变形量线性增加;激光约束边界孔径越大,板料变形量越大;适当的光斑间隔并不会对零件成形精度造成较大影响,在满足精度要求的条件下,为提高效率可以考虑采用间隔光斑进行冲击成形。     

激光冲击波的喷丸弯曲成形技术与应用

激光喷丸弯曲成形是一种新技术,是在板料塑性成形领域的一种新发明.介绍了基于激光冲击波的成形机理,概述了激光能量、光斑尺寸、约束层及板料厚度等因素对激光喷丸弯曲成形的影响,分析了喷丸路径不同情况下激光喷丸弯曲成形的方案,简述了激光喷丸弯曲成形控制系统,从精度、成本等几方面分析了激光喷丸弯曲成形的特点.最后,展望了板料激光喷丸弯曲成形发展前景.     

激光板料成形技术的研究及应用

金属板料激光成形技术是近年来出现的一种先进柔性加工技术.分别介绍了激光热应力成形、激光冲击成形(LSF)和激光喷丸成形(LPF)的成形机理,分析了成形的主要影响因素.影响这三种激光成形方式的因素主要有:激光参数、扫描轨迹、材料性质、板料几何参数和约束边界条件等.分别从机理、工艺参数、成形工艺等方面分析了这三种板料激光成形的技术特点.最后,对这三种激光板料成形技术的应用前景进行了展望,并指出激光板料成形技术在成形的精确控制及成形复杂件方面存在的一些尚待解决的关键问题.     

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。     

金属板料的几种无模成形技术的研究现状

介绍了用于板料塑性成形加工的喷丸成形、数字化渐进成形、无模多点成形、激光热应力成形和激光站压成形等几种无模成形技术的国内外研究现状、基本原理和特点，并就关键技术、存在问题及今后的发展趋势作了简要分析。     

金属板料激光冲击成形中的冲击动力学问题研究初探

介绍激光冲击成形机理,分析激光冲击波产生原因,初步探讨了金属板料冲击成形中的力学效应及板料塑性变形情况.     

激光微成形技术的研究及应用

激光微成形作为一种柔性精密加工技术已经成为微塑性成形领域的研究热点,其成形的材料广和效果高,能在一定程度上克服传统微塑性成形中的尺寸效应.分别阐述了激光微弯曲成形、激光微冲击成形和激光辅助加热微成形等几种典型的微成形技术,分析了各自的加工机理及技术特点,讨论影响成形精度的主要因素,介绍了国内外激光微成形技术在精密成形和精确校形方面的应用研究进展,最后展望了激光微成形技术的发展前景.     

激光喷丸技术及其应用

随着激光技术的发展，高能激光和材料相互作用产生的高幅冲击波技术已得到了广泛研究。激光喷丸技术就是利用强脉冲激光诱导产生的高能冲击波在金属材料表面改性和成形方面的一个应用。介绍了激光喷丸强化和激光喷丸成形的机理、特点和工业应用，并对应用前景作了分析。     

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。     

Material removal and chip formation mechanisms of UHC-steel during grinding

Laser shock forming (LSF) is a sheet plastic forming technology, which employs laser-induced shock waves to make sheet metal duplicate a desired shape of the mold. In this paper, a finite element analysis (FEA) model was developed to simulate dynamic forming process with the commercial finite element code ABAQUS/Explicit, and a series of dynamic deformation behaviors of the metal sheet shaped into conical cup at the end of different periods of time were displayed and discussed in detail. The springback of conical cup and the distribution of residual stress were analyzed with ABAQUS/Standard. All these investigations could provide insight into the physics process of the ultra-fast deformation. The LSF experiment was further conducted to verify the results predicted by FEA. The experiment results are well consistent with the numerical predicted data, which validates the FEA model. It indicates that FEA can be used to simulate the forming process and optimize its parameters.     

Laser shock forming of SUS304 stainless steel sheet with elliptical spot

A novel forming method by laser shock wave with elliptical spot is reported. The mechanism of laser shock forming (LSF) and equation of pressure pulse were presented, and SUS304 stainless steel with a thickness of 0.4?mm was experimentally investigated. Firstly, the deformed specimen was measured by ARGUS optical measuring system, and the results of major and minor strain and material thickness reduction of sheet metal to analyze the deformation qualities were provided. Secondly, the major and minor strains were imported into forming limit diagram (FLD) to evaluate the forming parameters. The result clearly shows that all measurement points are below the forming limit curves of the SUS304 steel. Finally, the thickness reduction along long-axis direction was simulated and analyzed by using ABAQUS finite element (FE) software. The simulated results are basically in agreement with the experiment data.     

钛合金板料激光冲击变形的数值模拟和实验

实验研究了激光能量和不同的冲击路径、冲击次数对TA2钛合金板料变形的影响，并用ABAQUS软件进行了有限元模拟。结果表明：随着激光能量的增加，板料的变形量增大；板料几何尺寸和厚度越大，板料越难变形；冲击次序不同，板的变形量也不同，板的变形以沿板的长度方向且对称冲击为最大。通过数值模拟可优化激光冲击的相关参数，预测板料变形。     

先进激光制造技术研究新进展

介绍了激光板与管无模成形、激光表面强化处理、激光微细加工和激光直接沉积成形等四种激光制造前沿研究技术。阐述了基本作用原理、影响建模分析的因素和测试验证的方法。指出了各自的关键技术及研究焦点。介绍了国内外的相关研究进展。指出了在小批量多品种难加工材料成形与快速承载构件成形、复杂形面构件表面强化处理和微细构件高效加工方面的潜在用途。     

金属板料激光无模成形技术研究的现状

金属板料激光无模成形是一种先进柔性制造技术,它包括激光热应力成形、激光冲击成形二种方法,本文分别介绍它们研究的现状、机理、特点,同时也指出其存在的问题。     

单点激光冲击精确成形的控制方法研究

根据单次冲击304不锈钢矩形薄板得到的激光能量与变形量的关系图,利用最小二乘法进行曲线拟合得到曲线的近似表达式.根据激光冲击成形的原理、特点,建立了激光冲击成形控制系统.冲击过程中,利用控制激光能量得到相应变形量进行多次冲击,并加入实时反馈控制,最终实现板料的单点精确成形.     

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。     

Experimental study and computer simulation of fracture toughness of sheet metal after laser forming

Fracture toughness is one of the most important mechanical properties for sheet metal in many applications. However not enough attention has been paid to the effects of laser forming conditions on fracture toughness of sheet metal. This paper presents an integrated fracture toughness model to study fracture toughness of sheet metal after laser forming. Microstructure, distribution of residual stresses and geometry of sheet metal specimen are considered in the model. Results of residual stress from microstructure-integrated finite element modelling of laser forming are incorporated in the model. Low carbon steel is used in this paper to validate the model. The results from the fracture toughness study are found to be consistent with microstructure analysis .     

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.