外载荷对激光弯曲成形影响的数值研究-激光与红外.PDFVIP

第４８卷　 第３期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３ 　 ２０１８年３月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｍａｒｃｈ，２０１８ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１８）０３０３０５０６ ·激光应用技术 · 外载荷对激光弯曲成形影响的数值研究 １ ２ 宋晓华 ，王　成 （１衢州学院机械工程学院，浙江 衢州３２４０００；２安徽理工大学机械工程学院，安徽 淮南２３２００１） 摘　要：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。 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 中图分类号：ＴＮ２４９；ＴＧ６６５　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１８．０３．００６ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄｏｎｌａｓｅｒｂｅｎｄｉｎｇ １ ２ ＳＯＮＧＸｉａｏｈｕａ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ （１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｕｚｈｏｕ３２４０００，Ｃｈｉｎａ； ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄｏｎｌａｓｅｒｂｅｎｄｉｎｇ，ｔｈｒｅｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｓｅｓｗｅｒｅｃｒｅａｔｅｄ：ｌａｓｅｒ ｂｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｏｕｔｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄ，ｌａｓｅｒｂｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄａｎｄｌａｓｅｒｂｅｎｄｉｎｇａｆｔｅｒｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄＳｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｙｃｏｕ ｐｌｅｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｓｅｒｂｅｎｄｉｎｇＴｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｗａｓｏｂ ｔａｉｎｅｄｂｙｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｉｔｗａｓｉｍｐｏｒｔｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｓｅｓａｎｄｔｈｅｑｕａｓｉｓｔａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｓ ｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｉｅｌｄｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｗｈｉｃｈｉｓｔｏｗａｒｄｔｈｅｌａｓｅｒｂｅａｍｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅｂｅｎｔａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｐｌａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｂｅｎｄａｎｇｌｅｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｍｏｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｕｎｄｅｒｔｈｅｃａｓｅｏｆｌａｓｅｒｂｅｎｄｉｎｇａｆｔｅｒ ｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄＴｈｅｒｅｖｅｒｓｅｂｅｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｐｌａｔｅｃａｎｂｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｗｈｉｃｈｉｓｏｐｐｏｓｉｔｅｔｏｔｈ