激光沖擊成形破裂準(zhǔn)則及不同應(yīng)變率下的成形極限圖研究.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板料塑性成形技術(shù),是激光技術(shù)在板料成形領(lǐng)域的新應(yīng)用。自提出激光沖擊成形概念以來(lái),人們就希望將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。但把這一技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)還有許多科學(xué)技術(shù)問(wèn)題要解決,如超高應(yīng)變率下斷裂理論、板料激光沖擊成形中的斷裂問(wèn)題等?；诖?本文采用理論、試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)激光沖擊成形破裂準(zhǔn)則及不同應(yīng)變率下的成形極限圖進(jìn)行了研究和探索。
　　 本文主要工作和結(jié)果有

2、以下幾點(diǎn):
　　 (1)分析了激光沖擊成形的破裂機(jī)制和類型,參考常規(guī)沖壓成形厚度變薄率準(zhǔn)則,通過(guò)激光沖擊成形破裂試驗(yàn),確定準(zhǔn)則參量值,建立了適應(yīng)于薄板激光沖擊成形不同應(yīng)變路徑下的厚度變薄率準(zhǔn)則。對(duì)試驗(yàn)后幾組試樣極限厚度進(jìn)行測(cè)量,與此準(zhǔn)則公式推導(dǎo)出的理論極限厚度進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證了此準(zhǔn)則的正確性。
　　 (2)采用數(shù)值模擬獲得材料在不同超高應(yīng)變率條件下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,以及在激光沖擊單向拉伸條件下試樣破裂時(shí)極限點(diǎn)的主次應(yīng)變

3、值。
　　 (3)基于建立的厚度變薄率準(zhǔn)則,應(yīng)用有限元軟件ABAQUS對(duì)3003H16鋁合金進(jìn)行激光沖擊脹形模擬,制作出了該材料在不同應(yīng)變率下的激光沖擊模擬成形極限圖。
　　 (4)參照傳統(tǒng)制作金屬薄板成形極限圖的方法,在試驗(yàn)時(shí),用激光沖擊波壓力代替凸模對(duì)鋁合金薄板進(jìn)行脹形試驗(yàn),并通過(guò)激光沖擊形變測(cè)試系統(tǒng)得到激光沖擊試樣的應(yīng)變率范圍,繼而通過(guò)改變板料尺寸和形狀最終獲得在此應(yīng)變率范圍下的激光沖擊板料試驗(yàn)成形極限圖。