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层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟

李紫慧 王续跃

李紫慧, 王续跃. 层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206008-1206008(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1206008
引用本文: 李紫慧, 王续跃. 层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206008-1206008(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1206008
Li Zihui, Wang Xuyue. Numerical simulation of warping deformation on laminated plate during reciprocating laser bending[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1206008-1206008(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1206008
Citation: Li Zihui, Wang Xuyue. Numerical simulation of warping deformation on laminated plate during reciprocating laser bending[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1206008-1206008(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1206008

层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟

doi: 10.3788/IRLA201847.1206008
基金项目: 

国家自然科学基金(51375073,51621064)

详细信息
    作者简介:

    李紫慧(1989-),女,博士生,主要从事激光弯曲层合板方面的研究。Email:827565184@qq.com

  • 中图分类号: TN249

Numerical simulation of warping deformation on laminated plate during reciprocating laser bending

  • 摘要: 翘曲变形是影响层合板激光弯曲成形精度的重要因素,因此研究激光往复扫描过程中的翘曲变形具有重要的实际意义。文中使用ANSYS软件,建立不锈钢-碳钢层合板有限元模型,通过模拟激光作用下层合板的温度场、应力场分布,结合自由端的变形,分析了单道往复式扫描翘曲变形机理。模拟结果表明:随着往复扫描次数的增加,温度场扫描线两端区域温度交替波动升高使两端热量均衡,中间区域热累积现象使热应力增大。每次激光扫描后,激光作用区板材下表面的残余应力场对下次扫描时的翘曲变形都有一定促进作用,使翘曲变形增大,1~6次扫描后弦高从0.217 mm增大到0.363 mm,但随着扫描次数增加,促进作用减弱,弦高增长量略降低,最大值为0.058 mm。对比实验数据和模拟结果,温度场最大误差为9.85%,翘曲线Z向位移最大误差为4.33%,其中,弦高误差为2.16%,为层合板激光弯曲成形的精确控制提供了计算依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-05
  • 修回日期:  2018-08-03
  • 刊出日期:  2018-12-25

层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟

doi: 10.3788/IRLA201847.1206008
    作者简介:

    李紫慧(1989-),女,博士生,主要从事激光弯曲层合板方面的研究。Email:827565184@qq.com

基金项目:

国家自然科学基金(51375073,51621064)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 翘曲变形是影响层合板激光弯曲成形精度的重要因素,因此研究激光往复扫描过程中的翘曲变形具有重要的实际意义。文中使用ANSYS软件,建立不锈钢-碳钢层合板有限元模型,通过模拟激光作用下层合板的温度场、应力场分布,结合自由端的变形,分析了单道往复式扫描翘曲变形机理。模拟结果表明:随着往复扫描次数的增加,温度场扫描线两端区域温度交替波动升高使两端热量均衡,中间区域热累积现象使热应力增大。每次激光扫描后,激光作用区板材下表面的残余应力场对下次扫描时的翘曲变形都有一定促进作用,使翘曲变形增大,1~6次扫描后弦高从0.217 mm增大到0.363 mm,但随着扫描次数增加,促进作用减弱,弦高增长量略降低,最大值为0.058 mm。对比实验数据和模拟结果,温度场最大误差为9.85%,翘曲线Z向位移最大误差为4.33%,其中,弦高误差为2.16%,为层合板激光弯曲成形的精确控制提供了计算依据。

English Abstract

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