基于固有应变的船板激光热成形研究

发布时间：2024-02-21 12:25

　　激光热成形作为船体外板曲面成形的新工艺,具有良好的加工柔性,且能够实现对加工参数的精确控制,是实现曲面成形工艺的最佳选择。传统的热弹塑性有限元方法对大尺度板材计算需要大量的时间,本文通过热弹塑性有限元法,获取加工塑性应变分布,确定固有应变等效方法,提出小尺度-大尺度板固有应变映射法。基于激光加工实验平台,进行激光热成形实验,结合变形测量,该方法与实验结果间的平均相对误差为5.27%,验证了该方法的有效性;相比热弹塑性有限元仿真,该方法节约了147倍的计算时间。

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图4DH36的力学性能参数

图3DH36的热物理参数及密度σ=(A+BεΡΝ)[1+Dln(1+ε˙ε˙0)](1-Τ*Μ),Τ*=Τ-ΤrΤm-Τr?????????(8)

图5热弹塑性有限元法的弯曲变形效果

基于上述控制方程、边界条件以及材料属性,仿真使用有限元软件ABAQUS作为分析工具,采用热-力完全耦合方法进行有限元分析。图5为加工完成后板件沿板厚方向的位移云图。从图中可以看出,板件发生了绕扫描线以及沿扫描线两个方向的弯曲,其中绕扫描线的弯曲占主要部分。板件的最大位移发生在距离....

图7固有应变法的弯曲变形效果

图6横向固有应变等效示意图2.3加工实验

图8激光热成形加工实验平台

为了对热弹塑性有限元法和固有应变法的预测结果进行验证,本文进行了激光热成形加工实验并对弯曲角度进行了测量。实验中的加工实验平台使用IPG公司的激光器以及X-Y运动平台,如图8所示。在加工过程中,激光器的焦点位置通过Z轴的运动调整;X-Y运动平台则实现工件在水平平面内相对于激光光斑....

本文编号：3905419