1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 镇江高等职业技术学校, 江苏 镇江 212003
制备了多特征尺寸微弯曲模具，并利用激光动态柔性成形技术实现了单次脉冲下箔板的等压弯曲成形。为了研究工件尺寸(厚度)、晶粒尺寸对高应变率下箔板变形行为的影响，使用超景深显微系统观测成形件三维形貌及轮廓形状，采用纳米压痕仪测量其厚度方向上的微硬度分布，并借助冷镶嵌技术测量成形件厚度减薄率。实验结果表明：铜箔厚度由50 μm 减小到30 μm 时，材料流动应力减小，成形件轮廓形状由圆顶状转变为槽状，表面硬度由于模具底部的碰撞滑移得到显著强化；相比于细晶成形件，粗晶件的微塑性成形能力较差；工件底部回弹形变及厚度方向应变硬化不均匀；圆角处易于破裂，最大减薄率比细晶件增大约10%。
激光光学 激光技术 尺寸效应 动态微成形 铜箔 软膜
哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
设计了箔板U型弯曲试验方案，使用不同凹模槽宽尺寸和圆角半径的微型模具，在三思微型试验机上完成了试验，分析了模具几何尺寸、箔板厚度等对箔板U型弯曲变形中冲头载荷、回弹以及表面质量的影响。研究结果表明，槽宽尺寸或圆角半径减小时，最大冲头载荷显著增加，且冲头载荷上升和下降速率都明显增大; 对比两种不同厚度箔板的冲头载荷显示，冲头载荷减小速率明显快于横截面面积的减小速率，说明产生了明显的尺寸效应; 另外，圆角半径或板厚减小，导致回弹角度增大，成形件精度降低; 虽然成形件表面比较平整，但侧面出现划痕提示需要提高模具表面质量和采取润滑措施。以上研究结果对指导箔板微成形工艺设计具有重要意义。
紫铜箔材 微成形 U型弯曲 尺寸效应 回弹 copper foil microforming U-bending size effect springback 光学 精密工程
2010, 18(12): 2610
山东大学 材料科学与工程学院,山东 济南 250061
激光冲击成形(LPF)技术利用激光与物质相互作用时产生的等离子体冲击波进行塑性变形,它结合了激光冲击强化与塑性成形的优点,在大型复杂曲面零件成形、微机电系统结构元器件制造、装配、整形等领域具有深远应用前景。介绍了LPF的历史背景,根据变形模式将其分为凸面成形和凹面成形两大类,分析了成形机理和技术优势。在几何形状、材料性质、成形缺陷、分析手段等方面,阐述了其研究现状,并就其存在的主要问题和研究动态进行了深入讨论,指出了发展过程中面临的机遇和挑战。
塑性成形 激光冲击成形 激光喷丸成形 板材 微成形 激光与光电子学进展
2010, 47(6): 061403
为了解决难成形材料微构件成形困难,采用脉冲固体激光器对铝合金微型件进行了辅助加热实验研究,同时利用有限元软件ABAQUS建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,对激光加热后的温度场分布和微塑性成形过程进行了模拟研究。结果表明,工件在激光功率800mW,加热时间0.08s,光斑半径0.1mm下的温度场分布呈卵圆形,在短时间内温度场基本趋于均匀化,激光加热下的微塑性成形应力比常温下降低了30％左右。这一结果对提高微塑性材料的成形性能和完善微热及微温成形工艺是有帮助的。
激光技术 微塑性成形 数值模拟 温度场 laser technique microforming numerical simulation temperature field ABAQUS ABAQUS
针对难成形材料微构件成形困难的特点,提出基于激光双面加热的微塑性成形方法。采用有限元分析软件ABAQUS,建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,并对激光加热后工件的温度场分布和微塑性成形进行了模拟和应力分析。结果表明,采用激光双面加热的方法可以为微塑性成形建立合适的温度场,激光加热状态下的微塑性成形力明显降低,提高了微塑性材料的成形性能,拓宽了微塑性成形技术的应用范围。
激光技术 激光加热 微塑性成形 有限元 温度场
