激光沖擊成形破裂準則及不同應(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,人們就希望將該項技術(shù)應(yīng)用于實際生產(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題等?；诖?本文采用理論、試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對激光沖擊成形破裂準則及不同應(yīng)變率下的成形極限圖進行了研究和探索。
　　 本文主要工作和結(jié)果有

2、以下幾點:
　　 (1)分析了激光沖擊成形的破裂機制和類型,參考常規(guī)沖壓成形厚度變薄率準則,通過激光沖擊成形破裂試驗,確定準則參量值,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則。對試驗后幾組試樣極限厚度進行測量,與此準則公式推導(dǎo)出的理論極限厚度進行對比,進一步驗證了此準則的正確性。
　　 (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極限點的主次應(yīng)變

3、值。
　　 (3)基于建立的厚度變薄率準則,應(yīng)用有限元軟件ABAQUS對3003H16鋁合金進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,在試驗時,用激光沖擊波壓力代替凸模對鋁合金薄板進行脹形試驗,并通過激光沖擊形變測試系統(tǒng)得到激光沖擊試樣的應(yīng)變率范圍,繼而通過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成形極限圖。