为了掌握在激光冲击波作用下薄膜零件的翘曲变形规律, 采用有限元软件ABAQUS, 模拟了在不同的加载压力和不同的顶块材质情况下, 薄膜零件在超高应变率下的变形特性。模拟结果表明, 顶块材料的强度会影响残余应力分布和薄膜零件的翘曲变形。较低强度的材质可以获得分布状况较好的表面层残余应力场, 当以刚体(超强材料)为顶块时, 薄膜产生反向变形(呈凸状), 且其变形量随着激光冲击峰值压力的增加而增大, 而以较低强度材质为顶块时, 薄膜趋于正向变形(呈凹状)。

激光驱动飞片微冲裁技术是在约束层模式下利用脉冲激光辐照飞片箔材诱导冲击波驱动高能飞片加载金属薄壁工件实现冲裁的微孔制造技术。实验中，使用INNOLAS SpitLight 2000 Nd-YAG短脉冲激光器，20 μm厚的铝制飞片；采用厚度为0.5 mm AISI 1095钢薄片制作微模具，模具硬度为58 HRC，利用皮秒激光铣削技术在模具中心加工微模孔阵列，在厚度为20 μm的铝箔板上一次性冲裁出三个外接圆直径为500 μm的梅花状通孔。通过KEYENCE VHX-1000C超景深三维显微系统进行观测，微冲孔具有良好的冲裁轮廓质量，工件上表面与冲裁断面有圆角带过渡，下表面轮廓处毛刺现象不明显。并以ANSYS/LS-DYNA为平台，使用有限网格单元法和流体动力学光滑粒子法对微冲裁过程进行了数值模拟，分别从断面形成、等效应力分布、等效塑性应变分布以及粒子位移变化等不同方面分析了激光驱动飞片多孔微冲裁工艺的基本特性。