激光半模冲击成形中板料反向变形现象研究

顾永玉; 张兴权; 史建国; 李国杰; 鲁金忠; 张永康

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光半模冲击成形中板料反向变形现象研究

顾永玉 , 张兴权 , 史建国 , 李国杰 , 鲁金忠 , 张永康

文章导航 > 激光技术 > 2008 > 32(1): 95-97

引用本文:

Citation:

激光半模冲击成形中板料反向变形现象研究

1.
江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013;
2.
华东理工大学, 机械与动力工程学院, 上海, 200237

作者简介: 顾永玉(1966),男,博士研究生,从事激光应用技术研究..

通讯作者: 张永康, ykzhang@ujs.edu.cn

基金项目:
国家八六三计划资助项目(2002AA421120;2002AA336030)
中图分类号: TG156.99

Investigation of inverse deformation in laser shock forming with half die

1.
School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China;
2.
School of Mechanical and Power Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Corresponding author: ZHANG Yong-kang, ykzhang@ujs.edu.cn

CLC number: TG156.99

摘要: 为了研究激光半模冲击成形在工业领域的实际应用,利用钛合金薄板作为试样进行波形零件的冲击试验,冲击过程中发现试样局部区域产生了反向变形,尤其在薄板中心区域反向变形现象更为严重.板料的反向变形使板料不能与凹模密切贴合,严重影响了冲击成形的质量.通过分析发现,由于激光能量较高,使板料与凹模凹陷处接触时的残余速度过高,从而导致板料与凹模发生剧烈碰撞.当板料因碰撞产生的反向运动速度大于板料反向屈服的速度阈值时将会产生影响成形质量的反向变形.通过调整激光能量避免了反向变形的发生,得到了理想的波形零件.实验与分析的结果表明,在满足半模冲击成形塑性变形量的基础上,采用较低的激光能量,既可避免反向变形的产生,又可保证半模冲击成形的质量.
- 激光技术 /
- 冲击成形 /
- 反向变形 /
- 成因
Abstract: In order to investigate the application of laser shock forming with half die in industry,experiments were executed with titanium alloy sheet.Inverse deformation of sample in its partial area was found in laser shock forming process,especially it was more obvious in the center of concave die.The inverse deformation heavily affected the shock forming quality because it made the sheet couldn't touch concave die closely.According to results of experiment and analyses,the sheet with great speed hits the concave die strongly when it touches concave die if laser energy is higher than the needs of deformation,so the sheet obtains an inverse velocity through hitting,and the inverse deformation take place if the inverse velocity beyond the speed threshold value of plastic deformation,which has great effect on the quality of shock forming.A good quality work piece was obtained after adjusting laser energy,which shows that inverse deformation can be avoided under lower laser energy.
- laser technique /
- shock forming /
- inverse deformation /
- mechanism

[1]	GEIGER M,MERKLEIN M,PITZ M.Laser and forming technolo-gy--an idea and the way of implementation[J].Journal of Materials Processing Technology,2004,151(3):3-11.
[2]	ZHOU J Zh,YANG J Ch,ZHANG Y K,et al.A study on super-speed forming of metal sheet by laser shock waves[J].Journal of Materials Processing Technology,2002,129(1):241-244.
[3]	ZHOU J Zh,ZHANG Y K,ZHOU M,et al.Theoretical analysis on deformation of sheet metal under one laser shot loading[J].Chinese Journal of Laser,2005,32(1):135-138(in Chinese).
[4]	ZHOU J Zh,ZHANG Y K,ZHOU M,et al.Study on technique of laser shock forming of metal sheet[J].Laser Technology,2002,26(6):478-480 (in Chinese).
[5]	JIN Ch,YIN S M,CAI W Q,et al.Research on the method of creation of shocked trace during laser shock[J].Laser Technology,2005,29(2):142-144 (in Chinese)
[6]	MEYERS M A,GREGORI F,KAD B K,et al.Laser-induced shockcompression of monocrystalline copper:characterization and analysis[J].Acta Materialia,2003,51(5):1211-1228.
[7]	FABBRO R,FOURNIER J,BALLARD P,et al.Physical study of laser-produced plasma in confined geometry[J].J A P,1990,68(2):775-784.
[8]	ZHOU N,QIAO D J.Materials dynamics under pulse beam radiation[M].Beijing:National Defence Industry Press,2002:81(in Chinese).
[9]	WANG L L.The foundation of stress waves[M].2nd ed.Beijing:National Defence Industry Press,2005:39(in Chinese).
[10]	MA X Q.Shock dynamics[M].Beijing:Beijing Institute of Technology Press,1992:310(in Chinese).

[1]	汪建敏 , 周群立 , 姜银方 , 张梦蕾 , 程科升 , 万里 , 赵龑 . 中空激光冲击金属板料变形的数值模拟. 激光技术, 2012, 36(6): 727-730. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.004
[2]	王广龙 , 周建忠 . 铝合金板激光冲击变形实验及有限元模拟. 激光技术, 2007, 31(5): 555-557.
[3]	王俊飞 , 袁军堂 , 汪振华 , 章波 , 刘嘉鑫 . 激光选区熔化成形TC4钛合金薄壁件变形与残余应力. 激光技术, 2019, 43(3): 411-416. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.03.023
[4]	王匀 , 范苏湘 , 甘斐 , 王荣茂 , 徐国峰 , 殷苏民 . 3003铝合金激光冲击微挤压成形研究. 激光技术, 2013, 37(6): 820-824. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.026
[5]	周益军 , 张永康 , 周建忠 , 史建国 . 激光诱发板材热应力成形技术及其研究现状. 激光技术, 2006, 30(4): 425-428.
[6]	史建国 , 张永康 , 顾永玉 , 张兴权 . 金属板料激光冲孔成形技术研究. 激光技术, 2007, 31(6): 639-641,645.
[7]	姜银方 , 应才苏 , 刘赤荣 , 石朝阳 , 周桂生 . 激光功率密度对板料激光冲击成形性能的影响. 激光技术, 2010, 34(1): 95-98. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.027
[8]	左慧 , 张凯 , 曹旭 , 叶云霞 . 铜箔激光冲击微成形微观组织与残余应力研究. 激光技术, 2018, 42(1): 94-99. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.01.018
[9]	张凯 , 叶云霞 , 赵雳 , 饶宵 . 金属箔材无模激光多点冲击成形工艺研究. 激光技术, 2018, 42(6): 758-763. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.006
[10]	袁国定 , 史德旗 , 姜银方 , 王永良 , 王飞 . 激光冲击金属板料成形的残余应力分布研究. 激光技术, 2010, 34(3): 303-305,346. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.005
[11]	顾永玉 , 张兴权 , 史建国 , 张永康 . 激光冲击成形对表面光洁度的影响. 激光技术, 2007, 31(6): 653-655.
[12]	杨波 , 袁义邦 , 杨建明 . 五轴联动与激光近净成形的混合制造技术研究. 激光技术, 2022, 46(3): 415-421. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.03.019
[13]	汪相如 , 谭庆贵 , 黄子强 , 孔令讲 , 杨若夫 , 幺周石 . 液晶光学相控阵的双波束成形和2维扫描技术. 激光技术, 2013, 37(5): 631-635. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.015
[14]	刘顺洪 , 吉巧杰 , 扬晶 . 钢管激光弯曲成形的数值模拟. 激光技术, 2006, 30(4): 355-359.
[15]	周建忠 , 张永康 , 周明 , 杨继昌 . 激光冲击成形技术的研究. 激光技术, 2002, 26(6): 478-480.
[16]	陈根余 , 江东远 , 王彬 , 陈兵华 , 钟沛新 , 王竟如 . 6061铝合金超声波辅助激光焊接变形控制研究. 激光技术, 2021, 45(5): 541-547. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.05.001
[17]	杨振刚 , 陈海清 , 王磊 , 任温馨 . 利用内腔变形反射镜补偿激光器畸变的研究. 激光技术, 2007, 31(5): 449-451.
[18]	孙少妮 . 激光金属沉积成形基板预热的研究. 激光技术, 2008, 32(6): 608-610.
[19]	王匀 , 张凯 , 董培龙 , 袁国定 , 蔡兰 . 激光辅助加热下的微塑性成形的研究. 激光技术, 2009, 33(2): 147-150.
[20]	刘晓龙 , 彭玉青 , 罗模芳 , 梁肖 , 王子健 . 热成形钢激光局部软化组织与性能研究. 激光技术, 2024, 48(3): 449-454. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.03.023

点击查看大图

计量

文章访问数: 4508
HTML全文浏览量: 775
PDF下载量: 253
被引次数: 0

激光半模冲击成形中板料反向变形现象研究

通讯作者: 张永康, ykzhang@ujs.edu.cn

作者简介: 顾永玉(1966),男,博士研究生,从事激光应用技术研究.

1. 江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013;
2. 华东理工大学, 机械与动力工程学院, 上海, 200237

收稿日期: 2006-11-24
录用日期: 2007-01-04
网络出版日期: 2008-02-25

基金项目: 国家八六三计划资助项目(2002AA421120;2002AA336030)

关键词:

摘要: 为了研究激光半模冲击成形在工业领域的实际应用,利用钛合金薄板作为试样进行波形零件的冲击试验,冲击过程中发现试样局部区域产生了反向变形,尤其在薄板中心区域反向变形现象更为严重.板料的反向变形使板料不能与凹模密切贴合,严重影响了冲击成形的质量.通过分析发现,由于激光能量较高,使板料与凹模凹陷处接触时的残余速度过高,从而导致板料与凹模发生剧烈碰撞.当板料因碰撞产生的反向运动速度大于板料反向屈服的速度阈值时将会产生影响成形质量的反向变形.通过调整激光能量避免了反向变形的发生,得到了理想的波形零件.实验与分析的结果表明,在满足半模冲击成形塑性变形量的基础上,采用较低的激光能量,既可避免反向变形的产生,又可保证半模冲击成形的质量.