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程為研究對象,應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS對鐓粗機理下彎曲成形過程進行了三維數(shù)值研究. (1)建立了溫度場和應(yīng)力應(yīng)變場的有限元分析模型.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式移動熱源模擬激光柬的連續(xù)掃描,采用變步長時間步選取策略來縮短計算時間;(2)利用ANSYS中的二次開發(fā)語言APDL,編寫了建模、網(wǎng)格劃分、定義材料屬性、溫度場和應(yīng)力應(yīng)變場計算的程序,實現(xiàn)了求解過程的自動化;

2、(3)研究了給定技術(shù)參數(shù)下激光彎曲溫度場的動態(tài)變化過程.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)下激光彎曲動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變的變化過程及殘余應(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)對彎曲角的影響規(guī)律.模擬結(jié)果表