激光冲击微细塑性成形工艺研究

发布时间：2017-09-16 14:21

  本文关键词：激光冲击微细塑性成形工艺研究

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【摘要】：随着高精密产品向微型化趋势的发展,对微细塑性成形技术的研究具有十分重要的意义。本文采用激光微冲击技术,利用激光诱导的冲击波压力作用于T2紫铜表面上,使其产生微细塑性成形。目前对多点激光微冲击成形工艺、冲击形貌的表征还缺乏较为系统的研究。本文在分析激光冲击成形机理的基础上,采用实验和数值模拟相结合的方法,讨论了工艺参数对冲击变形及表面形貌的影响,进行了典型形状特征的成形实验和数值模拟研究,通过激光冲击微细塑性成形的分析与合理表征,为工艺参数的选取及表面质量控制提供依据。主要研究工作如下:(1)总结了激光冲击微细塑性成形的发展概况;介绍了激光诱导冲击波的作用机理;分析了激光冲击成形理论。(2)激光微冲击T2紫铜实验。分析了激光能量、光斑直径、冲击次数、板材厚度、凹模孔径对激光微冲击成形的影响。结果表明,单点冲击下,激光能量、冲击次数、凹模孔径与冲击变形量之间存在着明显的非线性递增关系,光斑直径、板材厚度与变形量之间存在着递减关系;多点激光微冲击搭接条件下,随着激光能量的增加,冲击表面波纹度增加;随着搭接率增大,板材变形量越大,表面平整度增大;随着光斑直径的增加,表面平整度增大。(3)激光微冲击T2紫铜的数值模拟。采用ABAQUS软件进行激光冲击T2紫铜板材单点、单道及典型路径的有限元模拟,并进行冲击变形及表面形貌表征。结果表明:实验结果与模拟结果具有较好的一致性,验证了激光冲击微细塑性成形数值模型的正确性,可以采用数值模拟进行冲击成形效果的预测。
【关键词】：T2紫铜 激光冲击 微细塑性成形 变形量 表面形貌
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG665
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 课题研究的背景与意义13-14
• 1.2 激光微冲击成形14-15
• 1.3 国内外研究现状15-16
• 1.4 激光冲击微细塑性成形应用前景16-17
• 1.5 本课题研究内容17
• 1.6 本章小结17-19
• 第2章 激光冲击微细塑性成形理论19-27
• 2.1 激光冲击波产生机理19-20
• 2.1.1 激光与材料相互作用的过程19-20
• 2.1.2 等离子体冲击波在材料中的传播20
• 2.2 激光冲击波压力模型20-25
• 2.3 激光冲击成形理论25-26
• 2.3.1 单点激光冲击成形理论25
• 2.3.2 多点激光冲击成形理论25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 T2紫铜激光冲击微细塑性成形实验27-50
• 3.1 激光冲击实验27-32
• 3.1.1 实验采用的装置和仪器27-29
• 3.1.2 试样制备29-30
• 3.1.3 微细塑性成形模具设计30-31
• 3.1.4 能量吸收层31
• 3.1.5 约束层31-32
• 3.2 T2单点激光冲击变形32-36
• 3.2.1 激光能量32-33
• 3.2.2 光斑直径33-34
• 3.2.3 冲击次数34
• 3.2.4 板材厚度34-35
• 3.2.5 边界条件35-36
• 3.3 T2多点激光冲击微细塑性成形实验36-48
• 3.3.1 多点冲击成形的表征36
• 3.3.2 单道激光冲击变形36-39
• 3.3.3 工艺参数的影响39-44
• 3.3.4 典型形状特征的成形实验44-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第4章 激光冲击微细塑性成形有限元分析50-67
• 4.1 引言50
• 4.2 ABAQUS有限元分析软件简介50-51
• 4.3 有限元模型建立的几个关键问题51-55
• 4.3.1 有限元模型51-52
• 4.3.2 材料模型52
• 4.3.3 网格单元类型的选择与划分52-53
• 4.3.4 边界条件的处理与力的加载53-54
• 4.3.5 激光冲击波压力值估算54-55
• 4.4 单点激光冲击微细塑性成形模拟55-58
• 4.4.1 激光能量56
• 4.4.2 光斑直径56-57
• 4.4.3 冲击次数57
• 4.4.4 板材厚度57-58
• 4.4.5 边界条件58
• 4.5 单道激光冲击微细塑性成形模拟58-62
• 4.5.1 单道激光微冲击成形58-60
• 4.5.2 工艺参数的影响60-62
• 4.6 典型形状特征激光冲击微成形模拟62-66
• 4.7 本章小结66-67
• 结论与展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：863566