金属塑性成形原理项目研究--激光弯曲成形.docx

《金属塑性成形原理》项目研究题目：激光弯曲成形班级：姓名：学号：指导老师：日期：2016年1月6日目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc439940922"摘要PAGEREF_Toc439940922\h3HYPERLINK\l"_Toc439940923"1.对象描述PAGEREF_Toc439940923\h3HYPERLINK\l"_Toc439940924"2.研究目标PAGEREF_Toc439940924\h4HYPERLINK\l"_Toc439940925"3.研究内容PAGEREF_Toc439940925\h4HYPERLINK\l"_Toc439940926"4.研究方案PAGEREF_Toc439940926\h4HYPERLINK\l"_Toc439940927"5.模拟过程PAGEREF_Toc439940927\h7HYPERLINK\l"_Toc439940928"6.后处理数据图表PAGEREF_Toc439940928\h37HYPERLINK\l"_Toc439940929"7.成型规律总结分析PAGEREF_Toc439940929\h45HYPERLINK\l"_Toc439940931"8.学习总结PAGEREF_Toc439940931\h45HYPERLINK\l"_Toc439940932"9.参考文献PAGEREF_Toc439940932\h46摘要：一些合金在室温下塑性差，冷成形困难，将激光成形技术用于金属板料成形，在航空航天产品，以及电子元件的研发和制造中发挥着重要作用。因此，了解激光弯曲成形的机理，激光功率、光斑直径、扫描速度、扫描次数以及能量密度等影响因素对板料激光弯曲角度的影响就显得十分必要，在其它参数一定的情况下，弯曲角度随着激光功率的增加先增大后减小，随着扫描速度、光斑直径的增大而减小；弯曲角度随着扫描次数和能量密度的增加而增大。本文采用ABAQUS软件对激光弯曲成型过程进行数值模拟和分析。对象描述:激光弯曲简介：激光弯曲成形是一种利用高能激光束扫描金属板料表面时形成的非均匀温度场所导致的热应力来实现塑性变形的工艺方法。这是一种无模具，无外力的非接触式热态积累成型技术，具有生产周期短，柔性大，精度高等特点。所以不存在模具制作，磨损和润滑问题，也不存在贴膜，回弹现象，成形精度高，适合于精密仪器制造，其工业应用遍及航空航天，微电子行业等多个领域。激光弯曲原理：激光弯曲成形的变形过程是通过激光加热金属板料所产生的弯曲应变（平面外应变）、平面内应变或两者的联合作用来实现的。弯曲应变或平面外应变使金属板料产生角变形,如图所示：而平面内应变则使金属板料实现XY平面内成形,如图所示：例如板料的缩短就是通过激光扫描在整个厚度方向上产生的类似应变来实现的。而由于材料性能的差异以及所采用的工艺参数的不同，都会导致不同的变形机理，有时往往是几种机理的混合作用。目前可以较好的解释板料激光成形过程的机理主要有以下四种：温度梯度机理（TGM），屈曲机理（BM），增厚机理（UM）和内应力点机理。激光弯曲成形的应用：平板弯曲，管材成形，焊接变形校正，激光微成形。研究目标：通过金属板料的激光弯曲模拟过程，熟悉掌握有限元方法的基本原理和方法，熟悉掌握ABAQUS的基本知识，从而了解有限元方法在实际软件中的应用。通过金属板料的激光弯曲模拟过程，熟悉FORTRAN编程语言，编写ABAQUS子程序，以及调用ABAQUS子程序的二次开发。本项目的研究目标是研究板料激光弯曲成形的影响因素，以及在成型过程中的应力和热的状态的分布，以及用模拟激光弯曲过程的结果，联系实际，找到设计工艺的不足之处并提出改进建议。研究内容：模拟铜合金的激光弯曲成型过程，解决网格划分，材料性能设置，模拟激光的二次开发，分析板料在激光弯曲成型过程中的应力应变等规律；研究激光弯曲过程中，激光功率（热源功率）对弯曲角度的影响。研究激光弯曲过程中，激光扫描次数对弯曲角度的影响。研究激光弯曲过程中如何提高成形精度，在板料的那些地方弯曲角度不好控制并提出改进方案。研究方案：建立如图模型，，用FORTRAN语言编写DFLUX子程序模拟激光光源扫描铜合金板料，观察计算后的结果，对计算结果进行分析，在DFLUX程序改变光源的半径大小，光源的功率，以及扫描次数，再进行计算分析，查看弯曲角度的变化，总结规律。关于FORTRAN子程序：SUBROUTINEDFLUX(FLUX,SOL,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,COORDS,1JLTYP,TEMP,PRESS,SNAME)C上面是