圆振荡激光束提高激光弯曲成形效率

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作者 沈宗宝 韩曜阳 +1 位作者 孟康楠 李品 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期806-821,共16页

激光弯曲成形技术常用的激光类型是点激光,在温度梯度机理的作用下单次成形角度有上限,在3°左右。为了增大点激光单次成形角度,提高成形效率,本文以不锈钢304板为对象,通过试验对比探索了将圆振荡模式应用于激光弯曲成形中以提高... 激光弯曲成形技术常用的激光类型是点激光,在温度梯度机理的作用下单次成形角度有上限,在3°左右。为了增大点激光单次成形角度,提高成形效率,本文以不锈钢304板为对象,通过试验对比探索了将圆振荡模式应用于激光弯曲成形中以提高弯曲角方法的可行性;并且借助于三维视觉传感器测量板件在圆振荡激光束弯曲成形过程中的动态响应,从余热效应、吸收率等角度分析其弯曲成形机理。对比试验结果显示,在激光能量密度较高的情况下,圆振荡模式确实可以明显提高工件的弯曲角,增长率在60%左右。同时,三维视觉传感器的测量结果显示出了板件在成形过程中的复杂形变与角度变化过程:板件在长度与宽度方向上均产生了塑性变形,长宽形变比约为10∶1;单次扫描成形板件弯曲角增长过程呈现不同的增长曲线;多次扫描成形弯曲角分布不均衡。此外,板件厚度也逐渐增加,热影响区微观晶粒得到细化。为进一步理解圆振荡激光束弯曲成形过程与机理提供了试验支撑。 展开更多

关键词 激光弯曲成形 圆振荡激光束 不锈钢304 变形机理

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船舶钢板激光弯曲成形的实验研究 被引量：12

2

作者 裴继斌 张立文 +2 位作者 张全忠 王存山 董闯 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期64-66,共3页

在对船舶钢板激光弯曲成形过程进行实验研究中,采用CO2激光器研究了激光功率、扫描速度、扫描次数以及钢板厚度对船舶钢板激光弯曲成形的影响规律。实验中实时测量了船舶钢板激光弯曲成形过程钢板弯曲角度和温度的变化。结果表明:钢板... 在对船舶钢板激光弯曲成形过程进行实验研究中,采用CO2激光器研究了激光功率、扫描速度、扫描次数以及钢板厚度对船舶钢板激光弯曲成形的影响规律。实验中实时测量了船舶钢板激光弯曲成形过程钢板弯曲角度和温度的变化。结果表明:钢板弯曲角度随激光功率的增加而增加,随激光束扫描速度的增加而减小,而且随着钢板厚度的增加,弯曲角度减小;激光工艺参数和钢板厚度都对钢板激光多次扫描成形产生影响,钢板的弯曲角度随着激光扫描次数的增加而增加。对于较薄的船舶钢板,钢板弯曲角度随扫描次数增加近似呈线性增加,而较厚的钢板,随扫描次数的增加,钢板弯曲角度的增加逐渐减小。 展开更多

关键词 船舶钢板 激光弯曲成形 实验研究

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扫描路径规划对激光弯曲成形影响的实验研究 被引量：7

3

作者 管延锦 张建华 +1 位作者 孙胜 赵国群 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期36-38,50,共4页

　　 在三维激光成形中, 扫描步距、扫描的先后次序、扫描线距自由端的距离等扫描路径规划参数对最终变形量都有影响。实验表明: 当扫描线距自由端的距离 L′增加时, 弯曲角度随之增大, 但当 L′继续增加时, 板料的弯曲角度却减小, 最... 　　 在三维激光成形中, 扫描步距、扫描的先后次序、扫描线距自由端的距离等扫描路径规划参数对最终变形量都有影响。实验表明: 当扫描线距自由端的距离 L′增加时, 弯曲角度随之增大, 但当 L′继续增加时, 板料的弯曲角度却减小, 最后逐渐趋于平缓。当扫描步距太小, 板料的总体弯曲效果并不好, 而且由于重叠加热, 使板料硬度降低。随着扫描步距的继续增大, 板料的最终弯曲效果只是每次扫描的弯曲变形量的简单迭加。而且实验发现, 先采用大的步距对板料进行扫描, 然后在两条扫描线之间再插入扫描线, 此时的弯曲效果比顺次加热的弯曲效果要好。 展开更多

关键词 板料 激光弯曲成形 弯曲角度 激光成形 扫描路径 变形量 加热 扫描线 行扫描 迭加

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扫描次数对板料激光弯曲成形影响的有限元仿真研究 被引量：6

4

作者 管延锦 赵国群 +1 位作者 孙胜 张建华 《航空制造技术》 北大核心 2004年第1期55-57,96,共4页

采用有限元方法实现了激光弯曲成形多次重复扫描过程的仿真。研究了板料上下表面的应变、温度等随时间的变化规律,结果表明:板料的弯曲角度与扫描次数间基本保持线性关系,而且第一次扫描板料产生的弯曲角度最大。

关键词 扫描次数 有限元分析 激光弯曲成形 金属板料 弯曲角度 仿真

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板料激光弯曲成形工艺参数优化设计 被引量：4

5

作者 王忠雷 季忠 +1 位作者 孙军华 刘莉莉 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2003年第1期44-45,48,共3页

提出了一种以动态显式有限元为解算器 ,并采用遗传算法对矩形板激光弯曲成形工艺参数进行优化设计的方法。介绍了根据拟成形角度 ,制定板料激光弯曲成形工艺参数的过程 ,并通过一算例公布了一组优化的工艺参数。

关键词 板料激光弯曲成形 工艺参数 优化设计 遗传算法

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工艺参数对管材激光弯曲成形影响规律的研究 被引量：3

6

作者 管延锦 孙胜 +1 位作者 赵国群 袁桂平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期1-4,共4页

管材激光弯曲成形是一种柔性金属塑性成形方法。将连续的激光光斑简化为一间歇跳跃的方形匀强面热源,并考虑材料性能参数与温度的相关性,建立了管材激光弯曲成形的热-机耦合有限元工艺仿真模型,对成形过程进行了数值模拟。有限元模拟结... 管材激光弯曲成形是一种柔性金属塑性成形方法。将连续的激光光斑简化为一间歇跳跃的方形匀强面热源,并考虑材料性能参数与温度的相关性,建立了管材激光弯曲成形的热-机耦合有限元工艺仿真模型,对成形过程进行了数值模拟。有限元模拟结果表明:在其他条件不变的情况下,激光弯曲角度随激光功率的增大而增大,两者基本上成线性关系;弯曲角度随扫描速度的升高而减小,随光斑直径的减小而增大,但当光斑直径减小到一定程度后,弯曲角度开始减小;弯曲角度随扫描包角的增大而增大,当扫描包角为180°时,弯曲角度达到最大,弯曲角度随扫描包角的继续增大而减小;扫描次数与弯曲角度间成近似的线性关系,且第一次扫描管材产生的弯曲角度最大。 展开更多

关键词 激光弯曲成形 管材 有限元仿真 工艺参数

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钛合金板材激光弯曲成形的研究 被引量：4

7

作者 陈敦军 吴诗 +1 位作者 向毅斌 李淼泉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期187-189,共3页

对常温下钛合金板材进行了激光弯曲成形研究。分析了激光功率、扫描速度、光斑大小对板材弯曲变形的影响 ,获得理想工艺参数范围为 :功率 1 .0～ 1 .2 k W、扫描速度 2～ 3 m/min、光斑直径 6～ 7mm。同时分析了板材厚度、宽度及扫描次... 对常温下钛合金板材进行了激光弯曲成形研究。分析了激光功率、扫描速度、光斑大小对板材弯曲变形的影响 ,获得理想工艺参数范围为 :功率 1 .0～ 1 .2 k W、扫描速度 2～ 3 m/min、光斑直径 6～ 7mm。同时分析了板材厚度、宽度及扫描次数对材料弯曲变形的影响 。 展开更多

关键词 钛合金板材 热应力 温度梯度 弯曲角度 激光弯曲成形

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船用钢板激光弯曲成形试验过程数据采集系统的开发 被引量：2

8

作者 张立文 刘承东 +2 位作者 裴继斌 齐少安 龚彬 《计算机测量与控制》 CSCD 2003年第8期606-609,共4页

板材激光弯曲成形是一种新型的无接触成形技术 ,目前对激光弯曲成形工艺的研究主要集中在试验和数值模拟方面。为获得板材的变形程度以及为数值模型提供验证 ,需要对激光弯曲成形过程板材的弯曲角度和温度分布进行测量。针对实验过程温... 板材激光弯曲成形是一种新型的无接触成形技术 ,目前对激光弯曲成形工艺的研究主要集中在试验和数值模拟方面。为获得板材的变形程度以及为数值模型提供验证 ,需要对激光弯曲成形过程板材的弯曲角度和温度分布进行测量。针对实验过程温度和弯曲角度变化的特点 ,在Windows环境下 ,结合研华的工业数据采集卡及其相应的传感器 ,运用多线程及嵌入式汇编技术 ,使用VisualC ++6 0开发了相应的数据采集系统软件。应用此系统对一种船用钢板的激光弯曲成形实验中的温度和弯曲角度变化进行了实时的数据采集 ,并获得了较好的采样数据。 展开更多

关键词 船用钢板 激光弯曲成形 试验过程 数据采集系统 开发 无接触成形技术 金属板材

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板材激光弯曲成形技术的研究进展及其应用前景 被引量：5

9

作者 张立文 钟琦 +2 位作者 吕波 裴继斌 张国梁 《新技术新工艺》 2005年第3期47-50,共4页

板材激光弯曲成形是一种新型金属板材柔性成形技术,与传统成形工艺相比具有显著优势。综述了国内外此项技术的数值模拟和试验研究现状,并对其应用范围和发展前景作了展望。

关键词 激光弯曲成形 柔性成形 金属板材 成形工艺 技术 国内外 优势 发展前景 展望 现状

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金属板材激光弯曲成形应力应变场的数值模拟 被引量：2

10

作者 刘顺洪 万鹏腾 方雄 《电加工与模具》 2003年第3期39-43,共5页

采用有限元对激光弯曲成形过程中应力应变场的过程进行了模拟 ,分析了弯曲成形过程中钢板上下表面弹塑性变形的变化规律及激光工艺参数对成形的影响。

关键词 金属板材 有限元 激光弯曲成形 应变场 应力场 数值模拟 工艺参数

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不锈钢薄板的激光弯曲成形试验研究 被引量：2

11

作者 梁伟文 孙卫和 王红英 《新技术新工艺》 2005年第8期45-47,共3页

以不锈钢薄板的激光弯曲成形为研究对象,通过实验研究其成形过程及影响因素。首 先介绍了激光成形的工艺过程及影响因素;然后通过试验研究了激光能量、扫描速度、激光光 斑大小和扫描次数等因素对弯曲成形角度的影响。

关键词 激光弯曲成形 薄板 实验

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金属板材三维激光弯曲成形的研究 被引量：2

12

作者 刘顺洪 周龙早 +1 位作者 王令红 林武 《航空制造技术》 北大核心 2001年第4期42-43,62,共3页

采用大功率CO2 轴快流激光器进行了低碳钢铁板三维成形的研究 ,通过改变扫描的方式、路径、顺序 ,研究了三维激光成形的影响因素 。

关键词 金属板材 三维成形 激光弯曲成形 二氧化碳激光器

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板料激光弯曲成形技术的研究现状及展望 被引量：2

13

作者 张鹏 季忠 刘国强 《山东机械》 2004年第5期13-16,共4页

综述了近年来国内外对激光弯曲成形技术的研究现状,概述了激光工艺参数、板料几何参数及材料性能等因素对弯曲成形的影响,分析了扫描轨迹对成形结果的影响以及激光成形闭环控制系统的应用,并对板料激光弯曲成形的应用和发展前景作了展望。

关键词 激光弯曲成形 板料 激光成形 几何参数 工艺参数 闭环控制系统 材料性能 技术 展望 国内外

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金属薄板激光弯曲成形的工艺参数研究 被引量：1

14

作者 梁伟文 《现代制造工程》 CSCD 2005年第9期64-66,共3页

以不锈钢薄板的激光弯曲成形为研究对象,研究其成形的工艺过程及影响因素;介绍实验设备和激光调焦方法。通过实验研究了激光能量因素、扫描速度因素、激光光斑大小和扫描次数等因素对弯曲成形角度的影响。

关键词 激光弯曲成形 薄板 实验研究

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箔材激光弯曲成形的有限元模拟

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作者 刘杰 孙胜 管延锦 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期157-159,共3页

建立了箔材微尺度激光弯曲成形的三维热力耦合有限元模型,并采用大型非线性有限元软件MSC.Marc对其激光弯曲成形过程进行数值模拟.通过模拟计算得到了箔材弯曲变形过程中的温度场、变形场与应力应变场.分析了应力、温度、变形三者之间... 建立了箔材微尺度激光弯曲成形的三维热力耦合有限元模型,并采用大型非线性有限元软件MSC.Marc对其激光弯曲成形过程进行数值模拟.通过模拟计算得到了箔材弯曲变形过程中的温度场、变形场与应力应变场.分析了应力、温度、变形三者之间的内在关系.研究发现:采用功率为25 W,光斑直径为0.2 mm的激光光束,以100 mm/s速度扫描厚度为0.1 mm的不锈钢箔,其弯曲成形的主要机理为温度梯度机理. 展开更多

关键词 激光弯曲成形 箔材 有限元模拟

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激光弯曲成形对1Cr18Ni9Ti不锈钢组织影响的研究

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作者 朱晓勇 尤显卿 +1 位作者 郑玉春 程娟文 《五金科技》 2008年第4期80-84,共5页

采用Nd：YAG激光器对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材进行了激光弯曲成形实验，研究了激光弯曲成形对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材显微组织的影响。结果表明，1Cr18Ni9Ti不锈钢板材激光熔覆层明显呈现三层组织区，分别为粒状晶区、粗的柱状晶区及柱状晶... 采用Nd：YAG激光器对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材进行了激光弯曲成形实验，研究了激光弯曲成形对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材显微组织的影响。结果表明，1Cr18Ni9Ti不锈钢板材激光熔覆层明显呈现三层组织区，分别为粒状晶区、粗的柱状晶区及柱状晶区；激光熔覆层开裂严重，裂纹主要以沿晶开裂为主，在基体与熔覆层界面处也出现明显的开裂现象。 展开更多

关键词 1Cr18Ni9Ti不锈钢激光弯曲成形 显微组织

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激光偏振特性在微尺度工件激光弯曲成形中的作用 被引量：2

17

作者 刘杰 孙胜 管延锦 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期96-100,共5页

根据激光的偏振特性影响金属材料对激光的吸收这一特点,通过改变激光扫描工件表面的入射角,提高了金属表面对CO2激光能量的吸收率,使厚度为0.1 mm的微尺度不锈钢工件在未进行黑化处理的情况下获得了弯曲变形.实验结果表明,在采用线偏振... 根据激光的偏振特性影响金属材料对激光的吸收这一特点,通过改变激光扫描工件表面的入射角,提高了金属表面对CO2激光能量的吸收率,使厚度为0.1 mm的微尺度不锈钢工件在未进行黑化处理的情况下获得了弯曲变形.实验结果表明,在采用线偏振激光对具有吸收层的工件进行多次扫描时,由于变形部分入射角增大引起激光吸收率提高,以及光斑面积增大引起激光功率下降,从而导致作用于工件表面的激光能量因素改变,这是弯曲角度发生变化的主要原因. 展开更多

关键词 激光微尺度弯曲成形 激光偏振特性 入射角

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外载荷对激光弯曲成形影响的数值研究 被引量：2

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作者 宋晓华 王成 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期305-310,共6页

为了研究外载荷对板材激光弯曲成形的影响,建立三种数值模拟工况:无外载荷作用下的激光弯曲成形、外载荷协同作用下的激光弯曲成形和外载荷作用后的激光弯曲成形,并采用顺序热应力耦合分析技术进行数值模拟。首先对板材模型进行传热分... 为了研究外载荷对板材激光弯曲成形的影响,建立三种数值模拟工况:无外载荷作用下的激光弯曲成形、外载荷协同作用下的激光弯曲成形和外载荷作用后的激光弯曲成形,并采用顺序热应力耦合分析技术进行数值模拟。首先对板材模型进行传热分析获得瞬态温度场,然后将其导入三种模拟工况进行位移场的准静态分析。结果表明:施加朝向激光束工作面的弯矩能够有效提高板材的弯曲程度,其中外载荷作用后的模拟工况提高的效果最为显著;施加背向激光束工作面的弯矩会使板材发生反向弯曲,并在激光束终点的位置产生位移场的边界效应。 展开更多

关键词 激光技术 激光弯曲成形 外载荷 瞬态温度场 数值模拟

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异形波纹板激光弯曲成形面畸变抑制策略研究

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作者 姚喆赫 洪锦源 +3 位作者 范伟鑫 刘云峰 梅德庆 姚建华 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期48-58,共11页

面向甲醇重整制氢微反应器异形微细波纹板制造难题,采用激光弯曲成形技术制造了“双圆弧”异形微细波纹板。针对“双圆弧”异形波纹板激光弯曲成形过程中的面畸变缺陷,提出了一种变速扫描策略,在不同扫描策略下开展了温度场数值模拟与... 面向甲醇重整制氢微反应器异形微细波纹板制造难题,采用激光弯曲成形技术制造了“双圆弧”异形微细波纹板。针对“双圆弧”异形波纹板激光弯曲成形过程中的面畸变缺陷,提出了一种变速扫描策略,在不同扫描策略下开展了温度场数值模拟与成形试验研究,并对有无抑制策略下的异形波纹板成形质量进行了评价。结果表明,多段变速策略实现了能量分布的离散化调控,末端热积累显著降低,8段变速时出口处峰值温度相较于恒速扫描下降了13.4%;在变速扫描策略下,法平面弯曲成形面畸变呈减小趋势,弯曲角度差小于1.0°,成形后波纹板流道上下底面的平行度提高了87.5%,波纹度最大降低了51.2%。研究结果表明,变速扫描策略可显著降低激光弯曲成形面畸变,提升波纹板成形质量。 展开更多

关键词 激光技术 激光弯曲成形 异形波纹板 面畸变 抑制策略

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激光弯曲成形机理与翘曲抑制研究

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作者 李紫慧 杨恒峰 +3 位作者 张高磊 章直凡 胡晓勇 沈洪 《应用激光》 CSCD 北大核心 2023年第4期94-99,共6页

针对TA15钛合金材料,建立激光弯曲成形的三维热力耦合有限元仿真模型,得到不同加工参数下的材料温度场及变形场。通过搭建弯曲试验和测试系统,获得了部分加工参数下钛合金板的温度场和变形数据,并与仿真数据进行对比,验证了数值模型的... 针对TA15钛合金材料,建立激光弯曲成形的三维热力耦合有限元仿真模型,得到不同加工参数下的材料温度场及变形场。通过搭建弯曲试验和测试系统,获得了部分加工参数下钛合金板的温度场和变形数据,并与仿真数据进行对比,验证了数值模型的有效性。基于板材厚度方向温度和塑性应变的分布,明确了在激光弯曲成形中的主导机制。研究了激光弯曲成形中的翘曲变形现象,提出可用于抑制翘曲变形的来回扫描加工方法。 展开更多

关键词 激光弯曲成形 有限元分析 翘曲变形 翘曲抑制

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