6061铝合金薄板激光成形机理及成形规律的研究

发布时间：2021-08-21 15:26

　　近年来,社会经济的发展和节能环保的要求,使得各个行业的零部件都向着高能化和轻量化的方向发展,铝合金由于密度小、比强度高、导热性能好等优势,在各个领域内得到了极其广泛的应用,尤其是在航空领域。6061铝合金拥有良好的耐腐蚀性能、耐高温性能、强度高、成形极限较低,所以被用作航空航天飞机的机翼蒙皮材料和燃油系统中的材料,但随着铝合金越来越广泛的使用,零件的结构形状日益复杂,对铝合金结构的加工技术提出了越来越高的要求。成形加工作为一种常用的加工方式,广泛应用于不同的工业部门。传统成形加工方式在加工过程中需要根据成形的结果,制作专用的模具,这个过程中需要消耗大量的时间和资金,比较适用于大批量的生产。为了满足市场对产品快速更新的要求,需要提出一种能够适用于小批量生产的成形技术。激光成形技术具有无接触、无模具、加工柔性高等特点,同时,激光光源的能量易于控制,在成形加工过程中,可以通过调节工艺参数来对激光成形区域的大小和结果进行精确的控制。因此,将激光成形技术应用于铝合金的成形,具有广阔的前景。本文研究了激光成形过程中铝合金薄板的变形规律,对激光作用下铝合金材料的变形机理进行分析并对变形量进行预测,同... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光成形技术
    1.3 激光作用下材料变形行为的实验研究现状
        1.3.1 金属板材变形机理的研究现状
        1.3.2 激光作用下金属板材相变研究
        1.3.3 金属板材变形预测的研究现状
    1.4 激光作用下板材变形行为的有限元研究现状
        1.4.1 材料本构方程的研究
        1.4.2 有限元模拟研究现状
    1.5 课题主要内容
第二章 激光加工变形的理论基础
    2.1 传热学基本理论
        2.1.1 热量传递
        2.1.2 热量计算
    2.2 弹塑性力学基本理论
        2.2.1 铝合金的应力与应变
        2.2.2 弹性力学基本理论
        2.2.3 塑性力学基本理论
        2.2.4 铝合金热弹性力学分析
    2.3 塑性材料变形机理
        2.3.1 温度梯度机理
        2.3.2 屈曲机理
        2.3.3 增厚机理
        2.3.4 其他机理
    2.4 铝合金薄板的激光成形机理
    2.5 本章小结
第三章 6061铝合金薄板激光成形的数值仿真
    3.1 SYSWELD软件介绍
        3.1.1 SYSWELD特性
        3.1.2 SYSWELD仿真计算过程
        3.1.3 材料数据库的扩展
    3.2 6061 铝合金薄板激光成形建模过程
        3.2.1 6061 铝合金薄板材料性能参数
        3.2.2 铝合金薄板模型的建立与网格划分
        3.2.3 有限元仿真网格分组
        3.2.4 激光成形热源模型选择
        3.2.5 激光成形热源模型校核
        3.2.6 激光成形边界条件设置
    3.3 不同工艺参数下成形仿真
        3.3.1 不同加工功率下激光变形行为的研究
        3.3.2 不同扫描速度下激光变形行为的研究
        3.3.3 不同光斑直径下激光变形行为的研究
    3.4 本章小结
第四章 6061铝合金薄板激光成形的实验研究
    4.1 6061 铝合金薄板激光成形实验条件
        4.1.1 激光成形过程中所用的仪器设备
        4.1.2 铝合金薄板的前处理及装夹条件
    4.2 铝合金薄板激光成形实验过程
        4.2.1 铝合金薄板激光成形工艺参数
        4.2.2 铝合金薄板激光成形进给程序
        4.2.3 铝合金薄板激光成形加工过程
        4.2.4 铝合金薄板激光成形加工结果
    4.3 铝合金薄板激光成形结果分析
        4.3.1 不同激光功率下的结果分析
        4.3.2 不同扫描速度下的结果分析
        4.3.3 不同光斑直径下的结果分析
        4.3.4 不同工艺参数的影响性分析
        4.3.5 显微硬度和微观组织的变化
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
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[2]激光动态柔性微弯曲中尺寸效应的实验研究[J]. 马友娟,刘会霞,周建忠,朱和军,陈俊,钱清,王霄.  中国激光. 2015(05)
[3]基于ABAQUS的激光喷丸成形有限元仿真[J]. 丁华,李克勤.  重庆理工大学学报(自然科学). 2014(11)
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博士论文
[1]35 Ni4Cr2MoA摩擦焊过程数值模拟及工艺优化研究[D]. 朱海.东北林业大学 2013
[2]船用钢板激光弯曲成形机理及成形规律的研究[D]. 裴继斌.大连理工大学 2008
[3]高温合金和钛合金真空热处理及热胀形过程数值模拟[D]. 王明伟.大连理工大学 2007
[4]激光热变形机理及复杂曲面板材热成形工艺规划研究[D]. 石永军.上海交通大学 2007
[5]数值模拟技术在金属材料固态加工中的应用[D]. 张立文.大连理工大学 2004

硕士论文
[1]激光作用下材料的相变机理与实验研究[D]. 刘东刚.太原理工大学 2016
[2]铝合金板材激光弯曲的精度控制与有限元分析[D]. 苏智超.辽宁工业大学 2016



本文编号：3355863