激光熱成形作為船體外板曲面成形的新工藝,具有良好的加工柔性,且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)加工參數(shù)的精確控制,是實(shí)現(xiàn)曲面成形工藝的最佳選擇。傳統(tǒng)的熱彈塑性有限元方法對(duì)大尺度板材計(jì)算需要大量的時(shí)間,本文通過(guò)熱彈塑性有限元法,獲取加工塑性應(yīng)變分布,確定固有應(yīng)變等效方法,提出小尺度-大尺度板固有應(yīng)變映射法�；诩す饧庸�(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行激光熱成形實(shí)驗(yàn),結(jié)合變形測(cè)量,該方法與實(shí)驗(yàn)結(jié)果間的平均相對(duì)誤差為5.27%,驗(yàn)證了該方法的有效性;相比熱彈塑性有限元仿真,該方法節(jié)約了147倍的計(jì)算時(shí)間。

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圖4DH36的力學(xué)性能參數(shù)

圖3DH36的熱物理參數(shù)及密度σ=(A+BεΡΝ)[1+Dln(1+ε˙ε˙0)](1-Τ*Μ),Τ*=Τ-ΤrΤm-Τr?????????(8)

圖5熱彈塑性有限元法的彎曲變形效果

基于上述控制方程、邊界條件以及材料屬性,仿真使用有限元軟件ABAQUS作為分析工具,采用熱-力完全耦合方法進(jìn)行有限元分析。圖5為加工完成后板件沿板厚方向的位移云圖。從圖中可以看出,板件發(fā)生了繞掃描線以及沿掃描線兩個(gè)方向的彎曲,其中繞掃描線的彎曲占主要部分。板件的最大位移發(fā)生在距離....

圖7固有應(yīng)變法的彎曲變形效果

圖6橫向固有應(yīng)變等效示意圖2.3加工實(shí)驗(yàn)

圖8激光熱成形加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

為了對(duì)熱彈塑性有限元法和固有應(yīng)變法的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,本文進(jìn)行了激光熱成形加工實(shí)驗(yàn)并對(duì)彎曲角度進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中的加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用IPG公司的激光器以及X-Y運(yùn)動(dòng)平臺(tái),如圖8所示。在加工過(guò)程中,激光器的焦點(diǎn)位置通過(guò)Z軸的運(yùn)動(dòng)調(diào)整;X-Y運(yùn)動(dòng)平臺(tái)則實(shí)現(xiàn)工件在水平平面內(nèi)相對(duì)于激光光斑....

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