PID法控制激光熱應力切割及相關參數(shù)的影響研究.pdf

1、激光熱應力切割法是通過熱應力誘導脆性材料的裂紋擴展以分割材料的一種非接觸切割方法，為提高切割質量和仿真效率本文在已有工作的基礎上進行了以下三方面研究。 第一方面考察了隨溫度變化的材料參數(shù)對熱傳導、熱應力及裂紋擴展仿真的影響。利用有限元法和熱傳導理論，分析脆性材料在激光掃描過程中的瞬態(tài)溫度場，結合熱彈性平面應力理論計算裂紋尖端的應力場，再根據(jù)斷裂準則并采用節(jié)點松弛法模擬裂紋擴展。運用這種方法進行考慮材料參數(shù)隨溫度變化情況的切割仿真

2、，將結果與材料參數(shù)不隨溫度變化的情況進行比較，對比分析了溫度最高值、不同應力區(qū)的應力極值以及可完成切割的激光參數(shù)范圍。 第二方面考察了PID參數(shù)控制對路徑迭代收斂性的影響。利用PID控制方法建立了路徑迭代公式以優(yōu)化激光掃描路徑。首先強制裂紋按照預定路徑擴展，得到每個擴展步的擴展方向相對于強制擴展方向的偏轉角，然后根據(jù)偏轉角估計兩個路徑之間的偏差，利用迭代公式反復迭代直到每個擴展步裂紋擴展方向與預定的擴展方向一致，對路徑迭代公式中