基于有限元模拟的激光喷丸成形正交优化设计

曹向广; 周建忠; 袁国定; 杜建钧; 倪敏雄

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基于有限元模拟的激光喷丸成形正交优化设计

曹向广 , 周建忠 , 袁国定 , 杜建钧 , 倪敏雄

文章导航 > 激光技术 > 2007 > 31(6): 656-658,662

引用本文:

Citation:

基于有限元模拟的激光喷丸成形正交优化设计

1.
江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013

作者简介: 曹向广(1982-),男,硕士研究生,现主要从事激光板料成形方面的研究..

通讯作者: 周建忠, zhoujz@ujs.edu.cn ;

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(50475127)
中图分类号: TN249;TG386

Orthogonal optimum design of laser peen forming based on finite element simulation

1.
School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

Corresponding author: ZHOU Jian-zhong, zhoujz@ujs.edu.cn ;

CLC number: TN249;TG386

摘要: 影响激光喷丸成形中板料最终成形形状的工艺参数众多,为了达到需要的板料变形量及残余压应力层深度,必须对各工艺参数进行优化控制.利用正交表设计了主要的激光器和板料参数,并用ANSYS/LS-DYNA模拟了全部情况.采用极差法对数值计算结果进行分析,得到了各因素的主次关系以及较优的参数水平组合.结果表明,利用正交法对激光喷丸成形工艺参数进行优化设计可以有效控制残余应力形态,从而控制板料变形,对试验具有重要的指导意义.
- 激光技术 /
- 参数优化 /
- 正交法 /
- 激光喷丸成形
Abstract: The process parameters in laser peen forming(LPF) have great impact on the forming shape of the processed metal sheet.In order to gain desired deformation volume and certain deep of residual stress,it is essential to optimize and control these parameters.In this paper,the orthogonal layout was used to design the main parameters of laser and the sheet.And all the situation was simulated by the ANSYS/LS-DYNA.The numeral result was studied by range analysis method.It was indicated that the optimum design of the parameters in laser peening process by orthogonal method can effectively control the residual stress modality and constructively conduct the experiments.
- laser technique /
- parameter optimum /
- orthogonal method /
- laser peen forming

[1]	HACKEL L,HARRIS F.Contour forming of metals by laser peening[P].USA:WO01/05549A2,2002-06-25.
[2]	HACKEL L A,CHEN H L.Laser peening-a processing tool to strengthen metals or alloys to improve fatigue lifetime and retard stress-induced corrosion cracking[R].New York:Laser Science and Technology,2003.1058～1061.
[3]	FAN Y,WANG Y,VUKELIC S.Wave-solid interactions in laser-shock-induced deformation processes[J].J A P,2005,98(10):1～11.
[4]	WANG G L,ZHOU J Zh,YANG Ch J.Application of laser-induced shock wave in surface modification and forming of sheet metal[J].The Transaction of Agriculture Engine,2005,36(12):148～152(in Chinese).
[5]	ZHANG X Q,ZHOU J Zh,GU Y Y.Research on technology of metal plate plastic forming by laser shot peening[J].Journal of Lanzhou University of Technology,2006,32(2):31～33(in Chinese).
[6]	OROS C.Investigations involving shock waves generation and shock pressure measurement in direct ablation regime and confined ablation regime[J].Shock Waves,2002,11(5):393～397.
[7]	ZHOU J Zh,ZHANG Y K,ZHOU M.Study on technique of laser shock forming of metal sheet[J].Laser Technology,2002.26(6):478～480(in Chinese).
[8]	ZHOU J Zh,ZHANG Y K,ZHOU M.Theoretical analysis on deformation of sheet metal under one laser shot loading[J].Chinese Journal of Laser,2005,32(1):135～138(in Chinese).
[9]	The Compile Group of Orthogonal Experimentation.Orthogonal experimentation[M].Beijing:National Defence Industry Press,1976.1～5(in Chinese).
[10]	JIN L Ch.Orthogonal design and multi-target analysis[M].Beijing:China Railroad Publishing Company,1988.41～47(in Chinese).

[1]	孙月庆 , 周建忠 , 梁庆磊 , 陈毅彬 , 黄舒 . 基于Taguchi方法的激光喷丸强化工艺参数的优化研究. 激光技术, 2008, 32(4): 377-379,386.
[2]	冉勇 , 秦家银 . 栅网耦合的光泵腔式亚毫米波激光器的工作参数优化. 激光技术, 2000, 24(4): 233-236.
[3]	周倩 , 张兵 , 李志俊 , 毛耀 . 光电跟踪系统的区间2型模糊滑模控制方法. 激光技术, 2023, 47(3): 293-300. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.03.001
[4]	李强 , 张彬 , 蔡邦维 . 振幅调制和位相扰动条件下三倍频器参数的优化. 激光技术, 2003, 27(3): 262-264.
[5]	刘杰辉 , 李鑫 . 基于ZEMAX二氧化硫荧光采集光路的设计仿真. 激光技术, 2020, 44(2): 221-225. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.015
[6]	钱晓忠 , 王琪琪 , 任乃飞 . 基于正交实验的SUS304不锈钢激光打孔过程参量优化. 激光技术, 2017, 41(4): 578-581. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.04.024
[7]	王红敏 , 罗自赢 , 李蕾 , 彭俊玲 . 平行度误差激光准直法测量技术研究. 激光技术, 2022, 46(5): 674-679. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.05.016
[8]	汪旭煌 , 姚建华 , 周国斌 , 楼程华 , 杨渊思 . 基于热裂法的液晶玻璃基板激光切割技术研究. 激光技术, 2011, 35(4): 472-476. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.009
[9]	周妃四 , 李时春 , 陈曦 , 蔡文靖 , 欧敏 , 周磊 . 激光增材制造工艺参数优化建模的研究进展. 激光技术, 2023, 47(4): 469-479. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.005
[10]	樊玉杰 , 周建忠 , 黄舒 , 卫登辉 , 王敏 . MEMS金属微构件的激光微喷丸强化技术分析与展望. 激光技术, 2010, 34(5): 665-669. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.024
[11]	陈菊芳 , 李兴成 , 李仁兴 , 申来娣 , 张永康 . 提高金属抗应力腐蚀开裂的激光喷丸技术. 激光技术, 2011, 35(1): 39-42. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.012
[12]	赵兴海 , 高杨 , 程永生 . 激光点火技术综述. 激光技术, 2007, 31(3): 306-310,313.
[13]	胡增荣 , 童国权 , 陈长军 , 郭华锋 , 周亮 , 徐家乐 . 激光纳米表面工程技术. 激光技术, 2014, 38(6): 764-770. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.009
[14]	孙建国 , 李胜 , 何镇盐 , 华希俊 , 张培耘 , 符永宏 , 纪敬虎 . 激光微织构用吸光涂层正交工艺试验研究. 激光技术, 2016, 40(6): 907-911. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.027
[15]	刘思奇 , 郭衍束 , 杨玉玲 , 董丹阳 , 吴林辉 . H13钢表面激光熔覆耐磨涂层正交化工艺研究. 激光技术, 2015, 39(3): 399-404. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.026
[16]	姜银方 , 丁报 , 程志军 , 李娟 , 潘禹 , 金华 , 王春辉 . 激光喷丸范围对小孔构件残余应力场的影响. 激光技术, 2014, 38(2): 201-204. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.012
[17]	谢小江 , 周建忠 , 陈寒松 , 黄舒 , 孟宪凯 , 戴磊 . 激光喷丸A356铝合金的热稳定性实验研究. 激光技术, 2014, 38(1): 91-95. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.020
[18]	殷苏民 , 刘金亮 , 周建忠 , 鲍红力 , 张建刚 , 吉斌彬 . 基于运动控制卡的激光喷丸数控系统设计. 激光技术, 2012, 36(5): 704-707. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.033
[19]	叶鸿伟 , 周建忠 , 黄舒 , 杨小东 , 戴亚春 , 黄娟 . 激光喷丸强化CT试样疲劳裂纹扩展的数值研究. 激光技术, 2010, 34(4): 482-485. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.014
[20]	冯巍巍 , 刘增东 , 刘美娟 , 史丰荣 , 张骏 , 江荣熙 . 激光多普勒调制器的优化. 激光技术, 2006, 30(6): 564-566,569.

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基于有限元模拟的激光喷丸成形正交优化设计

通讯作者: 周建忠, zhoujz@ujs.edu.cn;

作者简介: 曹向广(1982-),男,硕士研究生,现主要从事激光板料成形方面的研究.

1. 江苏大学, 机械工程学院, 镇江, 212013

收稿日期: 2006-09-29
录用日期: 2006-10-31
网络出版日期: 2007-12-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50475127)

关键词:

摘要: 影响激光喷丸成形中板料最终成形形状的工艺参数众多,为了达到需要的板料变形量及残余压应力层深度,必须对各工艺参数进行优化控制.利用正交表设计了主要的激光器和板料参数,并用ANSYS/LS-DYNA模拟了全部情况.采用极差法对数值计算结果进行分析,得到了各因素的主次关系以及较优的参数水平组合.结果表明,利用正交法对激光喷丸成形工艺参数进行优化设计可以有效控制残余应力形态,从而控制板料变形,对试验具有重要的指导意义.