激光多點(diǎn)大面積沖擊成形實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真.pdf

1、激光沖擊成形是利用激光產(chǎn)生的沖擊波使金屬板料產(chǎn)生塑性變形的一種新型的板料成形技術(shù)，是激光在金屬板料成形領(lǐng)域中新的應(yīng)用。由于激光成形的應(yīng)變率比爆炸成形高3個(gè)數(shù)量級(jí)，成形壓力高達(dá)GPa量級(jí)，這種超常的變形條件，使板料的激光沖擊成形具有常規(guī)板料成形方式不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，可望使塑性差的難成形材料實(shí)現(xiàn)冷塑性成形。本文在激光沖擊成形初步研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了更加深入的研究，主要工作如下：
　　 在分析高能激光沖擊板料變形物理過程的基礎(chǔ)上，根據(jù)熱

2、傳導(dǎo)理論、爆轟波和爆炸氣體動(dòng)力學(xué)理論、固體本構(gòu)理論、激光輻照效應(yīng)理論以及脈沖束輻照動(dòng)力學(xué)等理論，首次建立了適于激光沖擊這種高壓、高應(yīng)變率、絕熱、常溫下的材料本構(gòu)關(guān)系，豐富了沖擊強(qiáng)動(dòng)載作用下的本構(gòu)理論，為進(jìn)一步的理論分析和有限元仿真分析打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　 本文針對激光沖擊板料成形的特點(diǎn)，首次利用能量理論將前人所做的理想剛塑性板的軸對稱變形問題拓寬到矩形彈塑性板的變形問題，豐富了激光沖擊這種強(qiáng)動(dòng)載荷作用下薄板的變形理論。為實(shí)驗(yàn)

3、和生產(chǎn)實(shí)際提供了有益的理論指導(dǎo)。
　　 根據(jù)ABAQUS軟件模擬LD31鋁合金、不銹鋼、TA2純鈦三種材料在激光能量、光斑間距、板形、沖擊路徑改變的情況下變形模擬結(jié)果，首次提出了降低成形區(qū)凹凸不平度的方法-激光大面積沖擊成形的變能量法和保持一定的光斑重疊度沖擊法，為實(shí)現(xiàn)板料的逐點(diǎn)沖擊大面積成形提供了有益的指導(dǎo)。
　　 實(shí)驗(yàn)研究了LD-31鋁合金、45鋼、SUS304不銹鋼、TA2等材料在激光沖擊作用下的多點(diǎn)多次大面積成形