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面热源,并且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.有限元仿真结果表明:同板料的激光弯曲成形一样,对应于加热和冷却阶段,管材的激光弯曲成形也分别经历反向弯曲和正向弯曲两个变形阶段,管材激光弯曲成形的内在机理是典型的温度梯度机理.
激光弯曲成形 管材 有限元仿真 机理
山东大学模具技术研究中心, 山东 济南 250061
板料激光弯曲成形是一种柔性、无模成形新工艺,它通过激光扫描金属板料所导致的非均匀热应力使板料产生塑性变形。材料的性能参数(包括力学性能与热物理性能)对激光弯曲成形的影响很大,通过三维热机耦合有限元仿真研究了材料性能参数与板料激光弯曲角度之间的相关性,研究表明,小弹性模量、低屈服强度的材料容易产生大的弯曲变形。热膨胀系数与弯曲角度之间成正比关系,当热膨胀系数趋于零时,弯曲角度也趋于零。小的热传导系数有利于形成大的温度梯度,从而使板料产生大的弯曲变形;比热越小,加热区内材料的温升越大,使板料容易弯曲变形。
激光技术 板料 激光弯曲成形 有限元仿真 材料性能
1 山东大学模具工程技术研究中心,济南250061
2 山东大学机械工程学院,济南250061
研究了管材激光弯曲成形有限元工艺仿真的技术处理方法 ,针对仿真中单元的选取与处理、激光光束的简化和热载荷的施加、材料吸收系数的选择、边界条件与初始条件的确定、材料性能参数的处理、仿真中时间步长的选取等 ,提出了具体的处理措施和相关技巧 ,从而保证了管材激光弯曲成形有限元工艺仿真的实施
激光弯曲成形 管材 有限元仿真 laser bending tube FEM simulation
山东大学模具工程技术研究中心,济南市,250061
激光弯曲成形是一种热应力成形塑性加工技术.光斑的能量密度的大小对弯曲角度和材料的组织性能影响很大.增加能量密度,板料的弯曲角度显著增大.对于一种材料,总存在一组特定的工艺参数(光束输出功率、扫描速度、光斑大小等)使板料的弯曲角度最大.而且通过合理控制光斑的能量密度,可以显著改善变形区材料的组织和性能.
板料 激光弯曲 组织 性能 Sheet metal Laser bending Microstructure Property
山东大学模具工程技术研究中心,山东济南,250061
提出了一种预约束应力作用下的激光弯曲成形新工艺,研究了不同的加载模型,通过施加预载荷,使板料加热区材料产生期望的预应力分布.针对激光弯曲成形的特点,建立了三维热力耦合模型,采用有限元方法实现了预约束应力作用下的激光弯曲成形工艺过程仿真.分析了在预载荷作用下,板料的激光弯曲成形机理.研究表明,该工艺不仅可大大提高板料的弯曲成形效果,而且只要合理控制预载荷的方向和大小,即可控制激光弯曲成形的变形方向.板料弯曲角度随预载荷的增加而显著增大,两者呈指数关系.
板料 激光弯曲 新工艺 有限元仿真
