同质及异质箔材的激光冲击铆接成形研究

发布时间：2024-04-01 04:23

　　随着轻量化的工业发展趋势,零件制造过程中不可避免需要多种材料间的耦合使用,因此对多种材料间的塑性成形连接技术提出了更高的要求。激光冲击铆接成形是激光冲击成形技术与无铆钉铆接技术的新型结合,旨在利用激光诱导冲击波的力学效应迫使目标箔材产生塑性变形,以实现微尺度下多层超薄板材间的机械连接。本课题在单层铜箔和开孔不锈钢板铆接成形的基础上,探索了同质或异质箔材的激光冲击铆接成形,最终实现了双层金属箔材与开孔不锈钢板的铆接连接。利用脉冲激光诱导产生的等离子体,爆炸形成高压冲击波以驱动金属箔材产生特定的塑性变形,形成嵌入式互锁结构并实现多层材料间的连接。本文从数值模拟、可行性及参数实验和铆扣力学性能三个方面对双层箔材和开孔不锈钢板的激光冲击铆接成形进行了研究。主要工作及结论如下:(1)数值模拟研究。以Cu/Cu/Ss组合为研究对象,对双层箔材/开孔不锈钢板的激光冲击铆接过程进行数值模拟研究,初步确定此连接技术在实现多层板材间连接的理论可能性。通过建立激光冲击铆接有限元模型并进行求解,揭示了铆接过程中材料几何形状演变、材料塑性流动和连接机理,并研究了主要工艺变量(激光能量和成形高度)对铆接变形特性的...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２激光冲击微拉深工艺流程［４Ｇ］??

进行了观察，并从实验和数值模拟两个角度开展了铜箔的微弯曲研究［２５］；德国的??Ｆ．Ｖｏｌｌｅｒｔｓｅｎ对激光冲击微拉深工艺进行了研究，并探讨了脉冲次数、激光能量、??材料以及模具孔径等工艺参数的影响［３８４１］，激光冲击微拉深工艺流程如图１．２所??示，当激光束照射到吸收层，吸....

图１．５连接工艺实验原理与装置??

２０１１年，德国的Ｗｉｅｌａｇｅ和Ｖｏｌｌｅｒｔｓｅｎ利用脉冲激光实现了微尺度下铝箔的??拉深成形并形成了底切结构，发现凹模直径以及凹模深度会对产生的底切结构造??成影响［４５］。图１．４所示为此研究的实验原理和装置图。??Ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?ｅ??？?ｙ?Ｓ....

图１．４激光冲击成形工艺原理图［４５］??

２０１１年，德国的Ｗｉｅｌａｇｅ和Ｖｏｌｌｅｒｔｓｅｎ利用脉冲激光实现了微尺度下铝箔的??拉深成形并形成了底切结构，发现凹模直径以及凹模深度会对产生的底切结构造??成影响［４５］。图１．４所示为此研究的实验原理和装置图。??Ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?ｅ??？?ｙ?Ｓ....

图１．７冲裁同步激光冲击铆接原理图［４９］??

ｍ＾９：＿?餘攀??ＳＢｍＳＢ＾ｍ??图１．６铝箔－不锈钢板铆扣的截面形貌ｔ４？ｌ??２０１５年，Ｗｉｅｌａｇｅ和Ｖｏｌｌｅｒｔｓｅｎ对激光诱导冲击波作用下箱材的变形特性进??行了深入的研究［４＼结果表明激光冲击连接工艺适用于微尺度下的薄板连接，该??工艺是一个循序渐进的过程，随....

本文编号：3944969