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金属板激光弯曲成形实验及数值模拟研究

彭晨宇  
【摘要】: 激光弯曲成形是近年来提出的一种新型的金属板材柔性成形技术。该技术具有生产周期短,不需要外力和模具,柔性大,精度高等特点,在航空航天、造船和汽车等行业具有极大的应用潜力,其发展前景十分广阔。 论文对金属板激光弯曲成形进行了实验研究及数值模拟研究。在实验研究中,分别进行了单因素实验、双因素实验和正交试验分析。通过对单因素和双因素实验结果的分析和讨论,得到成形参数对金属板弯曲角度的影响规律。利用正交试验分析方法,获得了影响最终弯曲角度的主要参数的主次关系,并得到了在实验范围内的一组最优参数。 在数值模拟研究中,建立了金属板激光弯曲成形数值模型,进行了单次和二次激光扫描弯曲成形过程数值模拟。单次激光弯曲成形数值模拟结果与实验得到的规律相一致,模型具有实用价值;同时,模拟了成形过程中金属板的温度场、应力场、应变场的变化情况,对金属板激光弯曲成形机理进行了深入分析。二次激光扫描弯曲成形进行数值模拟结果表明,在足够长的冷却时间条件下,两次扫描弯曲成形过程类似,弯曲变形量最终值随扫描次数增加而增大,但第一次扫描得到的变形量较大。


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