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预载荷下板料激光弯曲成形的工艺参数分析

徐琅 李卫东 王秀凤 万敏

徐琅, 李卫东, 王秀凤, 等 . 预载荷下板料激光弯曲成形的工艺参数分析[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(6): 1149-1154. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0494
引用本文: 徐琅, 李卫东, 王秀凤, 等 . 预载荷下板料激光弯曲成形的工艺参数分析[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(6): 1149-1154. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0494
XU Lang, LI Weidong, WANG Xiufeng, et al. Analysis on process parameters of laser bending of preloaded metal plate[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(6): 1149-1154. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0494(in Chinese)
Citation: XU Lang, LI Weidong, WANG Xiufeng, et al. Analysis on process parameters of laser bending of preloaded metal plate[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(6): 1149-1154. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0494(in Chinese)

预载荷下板料激光弯曲成形的工艺参数分析

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0494
基金项目: 

中央高校基本科研业务费专项资金 11600002014104001

详细信息
    作者简介:

    徐琅, 男, 博士研究生。主要研究方向:激光成形、金属材料的力学性能

    李卫东, 男, 讲师。主要研究方向:先进塑性成形理论与技术、数字化精密成形技术

    通讯作者:

    李卫东, E-mail:space@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TN249

Analysis on process parameters of laser bending of preloaded metal plate

Funds: 

the Fundamental Research Funds for the Central Universities 11600002014104001

More Information
  • 摘要:

    预载荷下板料激光弯曲成形是一种较新的板料弯曲成形方法,本文对其工艺参数进行了分析研究。使用软件ABAQUS建立了预载荷下板料激光弯曲成形的有限元模型,并进行了试验验证,在此模型的基础上,采用均匀设计法进行了变工艺参数仿真试验设计,利用仿真试验结果建立了各工艺参数与变形量间的回归模型,并进一步分析了工艺参数对变形量的影响及其内在原因。研究表明,各工艺参数中扫描速度对变形量的影响最大,而激光功率的影响最小;光斑直径与扫描速度间存在对变形量有高度显著影响的负交互作用;变形量随预载荷增大近似呈指数上升,随激光功率的增大近似呈线性增大,随光斑直径的增大近似呈线性下降,随扫描速度的增大呈现先减小后增大的趋势。

     

  • 图 1  成形过程的有限元模型

    1—左支撑;2—右支撑;3—顶头;4—板料。

    Figure 1.  Finite element model of forming processes

    图 2  有限元仿真结果

    Figure 2.  Finite element simulation results

    图 3  成形试验装置及成形件

    Figure 3.  Forming test devices and formed plate

    图 4  试验和仿真的力-位移曲线对比

    Figure 4.  Comparison of force-displacement curves between test and simulation

    图 5  预载荷对变形量的影响

    Figure 5.  Influence of preload on deformation amount

    图 6  激光功率对变形量的影响

    Figure 6.  Influence of laser power on deformation amount

    图 7  光斑直径对变形量的影响

    Figure 7.  Influence of laser spot diameter on deformation amount

    图 8  扫描速度对变形量的影响

    Figure 8.  Influence of scanning speed on deformation amount

    表  1  试验方案和结果

    Table  1.   Test scheme and results

    试验号 F/N P/W Φ/mm V/(mm·s-1) H/mm
    1 830 1 200 5.5 30 2.61
    2 830 1 500 4.5 25 3.49
    3 874 1 200 6.5 15 3.85
    4 874 1 500 5.0 10 6.02
    5 918 1 100 4.0 35 4.17
    6 918 1 400 6.0 25 2.94
    7 962 1 100 4.5 20 4.82
    8 962 1 400 6.5 10 6.82
    9 1 006 1 000 5.5 35 4.67
    10 1 006 1 300 4.0 30 5.53
    11 1 050 1 000 6.0 20 5.85
    12 1 050 1 300 5.0 15 7.48
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    表  2  各回归系数的t

    Table  2.   t values of regression coefficients

    回归系数 X1 X4 X12 X22 X42 X3X4
    t -5.33 -9.47 6.04 2.25 10.30 -7.76
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-06
  • 录用日期:  2016-08-26
  • 刊出日期:  2017-06-20

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