304奥氏体不锈钢激光恒温辅热车削仿真分析与实验研究
发布时间：2021-02-04 03:43
304奥氏体不锈钢具有良好的耐热性、耐腐蚀性,被广泛应用于航天、核电等领域。同时,304奥氏体不锈钢强度较高、粘塑性较好,切削时容易产生切屑粘刀、不易断屑、加工硬化等现象。这会导致加工表面质量不佳,存在较大的硬化层厚度,在后续服役期间易导致裂纹萌生,产生安全隐患。激光辅热加工技术作为一种多能场加工技术,常被用于解决难加工材料不易被加工的问题。为了改善304奥氏体不锈钢的加工性能,本文采用了激光恒温辅热加工技术。其主要研究内容包括:（1）针对激光辅热304奥氏体不锈钢的过程进行温度场仿真分析。通过分析激光辅热温度场的有限元仿真结果,发现传统激光恒功率辅热技术具有以下两点不足:其一,激光辅热温度受多种因素影响,无法进行准确地控制;其二,由于工件的热累积效应,长时间激光辅热下的温度场无法保持稳定。（2）搭建一套实现激光恒温辅热的闭环控制系统,来弥补传统激光恒功率辅热技术的不足。闭环系统的运行过程如下:采用红外测温仪对工件表面待加工区域的激光辅热点进行温度测量,并传输给控制单元;将控制单元计算得到的调节量反馈给激光控制器,进而调整激光功率;调整功率后的激光束通过激光头对工件进行辅热,形成一个恒...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光辅热工件表面在不同工艺参数下的温度场分布
表 3-1 实验所用 PLC 的主要模块规格数字信号输入 数字信号输出 模拟信号输入16 点输入X0~X7X10~X1714 点输出Y0~Y7Y10~Y152 通道4~20mA 模拟流型热恒温控制系统的功能需求，本文选择的交互下图 3-3 所示。操作人员不仅可以通过触摸屏况，还可以输入必要的数据参数、操作指令。尺寸大小为 7 寸，屏幕分辨率较高。
图 3-4 雷泰 MM3ML 型号红外测温仪实体图光器选型图 3-5 所示的是本文实验使用的激光器实物图，其发射激光光束的m，最大激光功率为 1000W，光谱带宽为 3dB。该 HDLS 系列的半于常规激光器拥有较低廉的成本、较高的能量利用率。该激光器可使用来实现激光束的智能化加工。因此，该半导体激光器被广泛应处理、航空电子、医疗设备等领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]核能综合利用发展趋势[J]. 彭疆南,彭福银. 中国科技信息. 2019(02)
[2]基于激光加热辅助铣削的GA-BP神经网络刀具寿命预测[J]. 吴雪峰,陈建锋,尹雪峰,尹海亮. 工具技术. 2018(07)
[3]激光加热辅助切削加工技术研究进展[J]. 张迎信,安立宝. 航空材料学报. 2018(02)
[4]不锈钢的切削加工[J]. 郑文虎,张明杰. 金属加工(冷加工). 2017(19)
[5]AISI 304不锈钢的车削加工[J]. 王庭俊. 工具技术. 2017(01)
[6]激光加热辅助铣削高温合金GH4698试验研究[J]. 吴雪峰,赵博文,冯高诚. 工具技术. 2016(04)
[7]304不锈钢热拉伸实验的组织和性能[J]. 王殊寻,邓沛然,曹阳根,苏钰,李二玲. 材料热处理学报. 2014(12)
博士论文
[1]等离子体基低能氮离子注入AISI 304L奥氏体不锈钢腐蚀及腐蚀—疲劳性能研究[D]. 王克胜.大连理工大学 2016
[2]304不锈钢的电脉冲辅助车削与声电耦合表面加工研究[D]. 王海波.清华大学 2016
[3]304不锈钢切削加工表面特性的研究[D]. 周芳娟.华中科技大学 2014
[4]激光加热辅助切削氮化硅陶瓷技术的基础研究[D]. 吴雪峰.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]钛合金Ti6Al4V激光加热辅助车削过程的仿真分析与实验研究[D]. 王励豪.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于PID的电锅炉温度控制系统的研究与设计[D]. 陆梦进.武汉工程大学 2016
[3]A304不锈钢激光焊接熔池温度场和流场数值模拟研究[D]. 周世杰.天津理工大学 2015
[4]304不锈钢高温力学性能及热物理性能研究[D]. 郄俊懋.内蒙古科技大学 2014
[5]304不锈钢本构模型参数识别研究[D]. 李星星.华中科技大学 2012
[6]304、E01不锈钢高温组织演变及其对高温塑性的影响[D]. 谭威.兰州理工大学 2011
本文编号：3017666
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光辅热工件表面在不同工艺参数下的温度场分布
表 3-1 实验所用 PLC 的主要模块规格数字信号输入 数字信号输出 模拟信号输入16 点输入X0~X7X10~X1714 点输出Y0~Y7Y10~Y152 通道4~20mA 模拟流型热恒温控制系统的功能需求，本文选择的交互下图 3-3 所示。操作人员不仅可以通过触摸屏况，还可以输入必要的数据参数、操作指令。尺寸大小为 7 寸，屏幕分辨率较高。
图 3-4 雷泰 MM3ML 型号红外测温仪实体图光器选型图 3-5 所示的是本文实验使用的激光器实物图，其发射激光光束的m，最大激光功率为 1000W，光谱带宽为 3dB。该 HDLS 系列的半于常规激光器拥有较低廉的成本、较高的能量利用率。该激光器可使用来实现激光束的智能化加工。因此，该半导体激光器被广泛应处理、航空电子、医疗设备等领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]核能综合利用发展趋势[J]. 彭疆南,彭福银. 中国科技信息. 2019(02)
[2]基于激光加热辅助铣削的GA-BP神经网络刀具寿命预测[J]. 吴雪峰,陈建锋,尹雪峰,尹海亮. 工具技术. 2018(07)
[3]激光加热辅助切削加工技术研究进展[J]. 张迎信,安立宝. 航空材料学报. 2018(02)
[4]不锈钢的切削加工[J]. 郑文虎,张明杰. 金属加工(冷加工). 2017(19)
[5]AISI 304不锈钢的车削加工[J]. 王庭俊. 工具技术. 2017(01)
[6]激光加热辅助铣削高温合金GH4698试验研究[J]. 吴雪峰,赵博文,冯高诚. 工具技术. 2016(04)
[7]304不锈钢热拉伸实验的组织和性能[J]. 王殊寻,邓沛然,曹阳根,苏钰,李二玲. 材料热处理学报. 2014(12)
博士论文
[1]等离子体基低能氮离子注入AISI 304L奥氏体不锈钢腐蚀及腐蚀—疲劳性能研究[D]. 王克胜.大连理工大学 2016
[2]304不锈钢的电脉冲辅助车削与声电耦合表面加工研究[D]. 王海波.清华大学 2016
[3]304不锈钢切削加工表面特性的研究[D]. 周芳娟.华中科技大学 2014
[4]激光加热辅助切削氮化硅陶瓷技术的基础研究[D]. 吴雪峰.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
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[5]304不锈钢本构模型参数识别研究[D]. 李星星.华中科技大学 2012
[6]304、E01不锈钢高温组织演变及其对高温塑性的影响[D]. 谭威.兰州理工大学 2011
本文编号：3017666
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