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不锈钢激光微孔加工的数值模拟与工艺研究

  
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不锈钢激光微孔加工的数值模拟与工艺研究

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目 录
摘 要 1
Abstract 2
第一章 绪论 3
1.1课题来源及研究意义 3
1.2 304L不锈钢激光打孔技术的发展状况 4
1.2.1国外发展状况 4
1.2.2国内发展状况 4
1.3 304L不锈钢的应用及发展趋势 5
1.4课题研究的主要内容 6
第二章 激光打孔技术简介与工艺研究 8
2.1激光打孔作用机理及过程分析 8
2.2激光打孔技术的特点 11
2.3 304L不锈钢激光打孔可行性分析 14
2.3.1技术可行性 14
2.3.2成本计算 15
2.3.3政策环境等影响 15
2.4激光打孔技术的发展趋势 16
2.5激光打孔的分类 17
2.5.1激光热打孔 17
2.5.2激光冷打孔 18
2.6激光打孔的方式 18
2.6.1复制法 19
2.6.2轮廓迂回法 19
2.7激光打孔工艺参数的影响 19
2.8激光打孔的设备 21
2.8.1激光器的介绍 21
2.8.2光学系统、机床、电源的介绍 22
2.9激光打孔的辅助工艺 23
2.10本章小结 23
第三章 不锈钢打孔的温度场数值模拟 25
3.1 ANSYS软件简介 25
3.2 ANSYS软件的组成 26
3.3 ANSYS典型分析步骤 26
3.4不锈钢激光打孔温度场模拟 27
3.4.1材料304L不锈钢的热物理性 27
3.4.2有限元法的基本思想 28
3.4.3有限元法的热分析步骤 29
3.4.4激光打孔温度场模拟 30
3.4.5模拟结果 32
3.5本章小结 38
第四章 不锈钢激光打孔实验研究 40
4.1实验设备 40
4.2实验材料的处理 41
4.2.1材料前期处理 41
4.2.2材料后期处理 42
4.3激光参数对不锈钢激光打孔质量的影响 42
4.3.1离焦量对激光打孔质量的影响 42
4.3.2脉冲能量对激光打孔质量的影响 44
4.3.3辅助气体气压对激光打孔质量的影响 45
4.4本章小结 47
第五章 总结与展望 48
5.1总结 48
5.2展望 49
致 谢 50
参考文献 51


摘要 本论文是关于不锈钢激光微孔加工的数值模拟与工艺研究。随着现代科学技术的迅速发展,传统的加工方式已经不能满足市场的需求。激光打孔凭借着它独有的优势,广泛应用于航天航空,电子仪表和汽车制造等高科技领域。
前期阅读了大量的国内外文献并进行了一次网上调研,对激光打孔这一领域有了全面的了解和新的认知。接着重点从激光与物质的相互作用的物理过程,细致地分析了激光打孔的原理。然后通过有限元分析软件也就是ANSYS,对激光打孔的温度场进行了数值模拟,并对模拟结果进行分析。
然后根据模拟的结果,进行相应的实验,实验选取的材料是304L不锈钢。论文重点从气压、脉冲能量和离焦量几个方面出发,主要是对孔径、锥度、孔深以及孔表面质量进行分析和研究。通过单因素分析的方法,得出这样的结论:(1)上孔径和锥度随着离焦量数值的增加而增大;(2)上下孔径都会随着脉冲能量的增大而增大;(3)氧气的气压对孔径和锥度影响很小。


关键词:激光打孔 数值模拟 实验 工艺研究
Q95;
  
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