薄壁金屬管激光彎曲成形數(shù)值模擬的研究.pdf

1、該文以薄壁金屬管激光多次掃描成形的過(guò)程為研究對(duì)象,應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)鐓粗機(jī)理下彎曲成形過(guò)程進(jìn)行了三維數(shù)值研究. (1)建立了溫度場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的有限元分析模型.該模型中考慮了材料熱物性參數(shù)的溫度相關(guān)性,并用小步距間歇跳動(dòng)式移動(dòng)熱源模擬激光柬的連續(xù)掃描,采用變步長(zhǎng)時(shí)間步選取策略來(lái)縮短計(jì)算時(shí)間;(2)利用ANSYS中的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言APDL,編寫(xiě)了建模、網(wǎng)格劃分、定義材料屬性、溫度場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)計(jì)算的程序,實(shí)現(xiàn)了求解過(guò)程的自動(dòng)化;

2、(3)研究了給定技術(shù)參數(shù)下激光彎曲溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程.在光斑尺寸與金屬管壁厚之比比較大的情況下,上下溫差較小,滿足在鐓粗機(jī)理下彎曲變形的前提.而激光功率,掃描速度,掃描角度和掃描次數(shù)的變化對(duì)上下溫差的影響比較小;(4)研究了給定技術(shù)參數(shù)下激光彎曲動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變的變化過(guò)程及殘余應(yīng)力的分布,在多次掃描下,金屬管的彎曲成形過(guò)程、壁厚鐓粗以及橢圓形化的現(xiàn)象;(5)研究激光功率、掃描速度、掃描角度、掃描次數(shù)等技術(shù)參數(shù)對(duì)彎曲角的影響規(guī)律.模擬結(jié)果表