基于正交实验法的高温合金激光打孔数值仿真与实验研究
发布时间：2020-12-19 07:43
相对于传统的打孔方式,激光打孔以其独特的优势在工业应用中得到了广泛的应用,具有加工误差小、适应面广、加工速度快、可重复性高、效益突出等优点,已成为现代微孔制造领域的关键技术之一。本文采用模拟与实验相结合的方法进行激光打孔研究,采用有限元软件对激光打孔过程进行模拟,为后续实验参数的选择提供参考。采用正交实验法进行打孔实验,主要研究激光打孔工艺参数与激光打孔成孔尺寸、形貌和质量的关系,并进行工艺参数优化。首先,本文介绍了激光打孔技术,激光打孔的优势、以及国内外的研究现状与未来的发展趋势,然后分析了激光与金属材料作用的机理,激光打孔材料去除过程,并介绍现有的激光打孔方式及激光打孔设备等。模拟部分论述了有限元的基本思想,介绍了ANSYS分析软件,主要对其中的热分析功能进行了介绍,在理论基础上通过APDL语言编程建立了激光打孔的有限元模型,对不同脉冲个数下的激光打孔温度场分布进行了模拟分析,采用单元生死法对不同脉冲个数作用下的微孔轮廓进行了模拟,为试验研究提供指导。实验部分选用牌号为GH4037的高温合金,进行了相关激光打孔的试验,并采用正交法对激光打孔工艺参数进行了优化,获得了获取小孔径、小锥...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光与材料的相互作用过程
图 2.2 材料对激光的吸收过程Fig. 2.2 The absorption of laser by mat不透光的材料百分百吸收，其吸收A 1 R
但总体变化较小。在可见光区域，一般而言实验得出，对于波长大于 2μm 的激光，透射效率1/2 20 20 20 r (1 T ) / ] 0.0667 [ r (1 T ) / ] 0.006 [ r (+ + + μm 的激光，则有：( )1 220A 11.2 r 1+rT 态金属均适用。图 2.3 是不同温度值下低碳钢、吸收程度的对比情况和与温度关系情况。从这几温度值愈大，吸收愈加充分。
【参考文献】：
期刊论文
[1]带热障涂层的高温合金飞秒激光旋切打孔[J]. 张学谦,邢松龄,刘磊,李勇,佟浩,邹贵生. 中国激光. 2017(01)
[2]激光加工技术探讨[J]. 王豪. 机械管理开发. 2016(10)
[3]一种提高表面完整性的气膜孔成形方法[J]. 赵华龙,周仁魁,赵鸿雁,赵卫,朱文宇,杨小君,李明,邓玥. 航空动力学报. 2015(03)
[4]激光旋切法加工高质量微小孔工艺与理论研究[J]. 段文强,王恪典,董霞,梅雪松,王文君,凡正杰. 西安交通大学学报. 2015(03)
[5]激光微细孔加工技术及其在航空航天领域中的应用[J]. 荣烈润. 航空精密制造技术. 2009(06)
[6]微小深孔的激光加工[J]. 胡凤兰,董丽君,高为国. 工具技术. 2009(03)
[7]现代激光加工技术在金属加工领域的应用[J]. 冷箭利. 电器工业. 2007(07)
[8]激光材料加工的最新进展[J]. 朱赫. 光机电信息. 2005(02)
[9]激光加工技术应用的发展及展望[J]. 江海河. 光电子技术与信息. 2001(04)
[10]提高激光打孔加工质量的途径[J]. 李向东,王伟. 航空工程与维修. 2000(04)
博士论文
[1]飞秒激光高质量高深径比微孔加工机理及其在线观测[D]. 夏博.北京理工大学 2016
[2]声控激光打孔技术研究[D]. 禹东赫.天津大学 2007
硕士论文
[1]高温合金脉冲激光环切打孔及打孔成形质量研究[D]. 张丽.江苏大学 2017
[2]不锈钢薄片微小孔光纤激光回转打孔方法数值模拟与实验研究[D]. 傅炳炎.南华大学 2016
[3]纳秒激光薄铝板精密打孔研究[D]. 熊厚.湖北工业大学 2016
[4]皮秒激光对金属材料微孔加工技术研究[D]. 姜靖.北京工业大学 2014
[5]激光旋转打孔技术的研究[D]. 王砚丽.华中科技大学 2012
[6]0Cr18Ni9不锈钢激光打孔工艺及数值模拟研究[D]. 杨俊华.南昌航空大学 2011
[7]新型多脉冲YAG激光器在打孔上的实验与研究[D]. 丛景彬.长春理工大学 2010
[8]碳钢激光打微孔作用机理及工艺研究[D]. 李菁菁.长春理工大学 2009
[9]短脉冲及超短脉冲激光硅表面微加工研究[D]. 侯敏.天津大学 2008
[10]激光打微孔作用机理及工艺研究[D]. 杨继宏.天津大学 2008
本文编号：2925542
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光与材料的相互作用过程
图 2.2 材料对激光的吸收过程Fig. 2.2 The absorption of laser by mat不透光的材料百分百吸收，其吸收A 1 R
但总体变化较小。在可见光区域，一般而言实验得出，对于波长大于 2μm 的激光，透射效率1/2 20 20 20 r (1 T ) / ] 0.0667 [ r (1 T ) / ] 0.006 [ r (+ + + μm 的激光，则有：( )1 220A 11.2 r 1+rT 态金属均适用。图 2.3 是不同温度值下低碳钢、吸收程度的对比情况和与温度关系情况。从这几温度值愈大，吸收愈加充分。
【参考文献】：
期刊论文
[1]带热障涂层的高温合金飞秒激光旋切打孔[J]. 张学谦,邢松龄,刘磊,李勇,佟浩,邹贵生. 中国激光. 2017(01)
[2]激光加工技术探讨[J]. 王豪. 机械管理开发. 2016(10)
[3]一种提高表面完整性的气膜孔成形方法[J]. 赵华龙,周仁魁,赵鸿雁,赵卫,朱文宇,杨小君,李明,邓玥. 航空动力学报. 2015(03)
[4]激光旋切法加工高质量微小孔工艺与理论研究[J]. 段文强,王恪典,董霞,梅雪松,王文君,凡正杰. 西安交通大学学报. 2015(03)
[5]激光微细孔加工技术及其在航空航天领域中的应用[J]. 荣烈润. 航空精密制造技术. 2009(06)
[6]微小深孔的激光加工[J]. 胡凤兰,董丽君,高为国. 工具技术. 2009(03)
[7]现代激光加工技术在金属加工领域的应用[J]. 冷箭利. 电器工业. 2007(07)
[8]激光材料加工的最新进展[J]. 朱赫. 光机电信息. 2005(02)
[9]激光加工技术应用的发展及展望[J]. 江海河. 光电子技术与信息. 2001(04)
[10]提高激光打孔加工质量的途径[J]. 李向东,王伟. 航空工程与维修. 2000(04)
博士论文
[1]飞秒激光高质量高深径比微孔加工机理及其在线观测[D]. 夏博.北京理工大学 2016
[2]声控激光打孔技术研究[D]. 禹东赫.天津大学 2007
硕士论文
[1]高温合金脉冲激光环切打孔及打孔成形质量研究[D]. 张丽.江苏大学 2017
[2]不锈钢薄片微小孔光纤激光回转打孔方法数值模拟与实验研究[D]. 傅炳炎.南华大学 2016
[3]纳秒激光薄铝板精密打孔研究[D]. 熊厚.湖北工业大学 2016
[4]皮秒激光对金属材料微孔加工技术研究[D]. 姜靖.北京工业大学 2014
[5]激光旋转打孔技术的研究[D]. 王砚丽.华中科技大学 2012
[6]0Cr18Ni9不锈钢激光打孔工艺及数值模拟研究[D]. 杨俊华.南昌航空大学 2011
[7]新型多脉冲YAG激光器在打孔上的实验与研究[D]. 丛景彬.长春理工大学 2010
[8]碳钢激光打微孔作用机理及工艺研究[D]. 李菁菁.长春理工大学 2009
[9]短脉冲及超短脉冲激光硅表面微加工研究[D]. 侯敏.天津大学 2008
[10]激光打微孔作用机理及工艺研究[D]. 杨继宏.天津大学 2008
本文编号：2925542
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