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摘 要
Abstract
目 录
图清单
表清单
变量注释表
第一章 绪 论
1.1 引言
1.2 金属塑性成形模具技术研究进展
1.2.1 金属塑性成形工艺及模具结构优化研究现状
1.2.2 金属塑性成形模具界面摩擦学的研究进展
1.3 表面织构摩擦学研究进展
1.3.1 凹坑型织构
1.3.2 凹槽型织构
1.3.3 凸体型织构
1.4 激光毛化技术研究现状
1.5 本文的主要研究工作
1.6 课题来源
1.7 研究意义与价值
第二章 相关基础理论
2.1 塑性变形界面的摩擦机理
2.1.1 塑性成形中摩擦的分类及机理
2.1.2 黏着摩擦理论
2.1.3 分子-机械摩擦理论
2.2 激光与金属材料作用机理
2.2.1 激光与金属材料的能量耦合
2.2.2 金属靶材加热、熔化和气化
2.2.3 等离子体的形成
2.2.4 等离子体对激光的吸收
2.3 塑性成形理论
2.3.1 最小阻力定律
2.3.2 塑性变形增量理论
2.3.3 屈服条件
2.4 本章小结
第三章 典型模具成形性能的数值模拟及其表面摩擦因素优化设计
3.1 模具表面摩擦对筒形件拉深成形影响的数值模拟
3.1.1 有限元模型的建立
3.1.2 模拟方案
3.1.3 模拟结果与分析
3.1.4 模具表面摩擦特性的优化设计
3.2模具表面摩擦对半球形件拉深成形影响的数值模拟
3.2.1 有限元模型的建立
3.2.2 模拟方案
3.2.3 模拟结果与分析
3.2.4 模具表面摩擦特性的优化设计
3.3 模具表面摩擦对U形件冲压成形回弹影响的数值模拟
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 模拟方案
3.3.3 模拟结果与分析
3.3.4 模具表面摩擦特性的优化设计
3.4 模具表面摩擦对盒形件冲压成形影响的数值模拟
3.4.1 有限元模型的建立
3.4.2 模拟方案
3.4.3 模拟结果与分析
3.4.4 模具表面摩擦特性的优化设计
3.5 本章小节
第四章 复合织构模具成形性能的试验研究
4.1 筒形件
4.1.1 试验器材与检测仪器
4.1.2 试验方案
4.1.3 拉深试验方案
4.1.4 成形件检测方案
4.1.5 试验过程
4.1.6 模具复合造型前后的冲压成形
4.1.7 成形件的检测
4.1.8 试验结果与分析
4.2 盒形件
4.2.1 试验设备及检测仪器
4.2.2 成形件检测方案
4.2.3 模具表面激光复合织构加工
4.2.4 试验结果与分析
4.3 本章小结
第五章 激光毛化技术的模拟仿真及工艺可控性研究
5.1 激光毛化数值模拟研究
5.1.1 毛化形貌表征
5.1.2 几何模型与网格划分
5.1.3 数学模型建立
5.1.4 边界及初始条件
5.1.5 热源处理
5.1.6 固液相变及源项处理
5.1.7 参数设定
5.1.8 结果与分析
5.2 激光毛化工艺可控性试验研究
5.2.1 试验设备
5.2.2 试样制备
5.2.3 试验过程
5.2.4 结果分析
5.2.5 毛化形貌力学性能检测
5.3 本章小结
第六章 火山口毛化织构的润滑理论研究
6.1数学模型
6.1.1 几何模型
6.1.2 雷诺方程
6.1.3 膜厚方程
6.1.4 边界条件
6.1.5 空化边界条件
6.2 数学模型的无量纲化
6.3 数值计算方法
6.4 计算结果与讨论
6.4.1 毛化织构数的影响
6.4.2 水平间距的影响
6.4.3 垂直间距的影响
6.4.4 半径的影响
6.4.5 毛化高度的影响
6.4.6 凹坑深度的影响
6.5 本章小结
第七章 复合织构表面的摩擦学试验研究
7.1 激光毛化织构摩擦学性能试验
7.1.1 试验设计
7.1.2 试验过程
7.1.3 试验结果与分析
7.2 凹坑织构摩擦学性能试验
7.2.1 试验设计
7.2.2 试验过程
7.2.3 试验结果与分析
7.3 本章小节
第八章 激光复合织构通用设备的研制
8.1激光复合织构通用设备的总体思路和要求
8.2 机械系统
8.3 光学系统
8.3.1 激光发生器
8.3.2 外光路系统
8.4 控制系统
8.4.1平面多功能激光加工子系统
8.4.2中心对称旋转曲面激光加工子系统
8.4.3 激光自动对焦子系统
8.5 电源系统
8.5.1 二极管泵浦模块驱动电源
8.5.2 声光调Q驱动电源
8.6 设备本体及外形
8.7 激光加工控制系统性能测试与结果讨论
8.7.1 平面多功能激光加工子系统性能测试与结果讨论
8.7.2 中心对称旋转曲面激光加工性能测试与结果讨论
8.7.3 激光自动对焦子系统性能测试与结果讨论
8.8 本章小结
第九章 模具激光复合织构技术的工程应用研究
9.1轧辊表面摩擦对辊弯成形影响的数值模拟
9.1.1 辊弯成形有限元模型
9.1.2 轧辊表面摩擦特性优化设计
9.2.1 激光复合织构加工
9.2.2 辊弯成形对比试验
9.2.3 试验结果与分析
9.3弯曲成形过程摩擦特性优化设计数值模拟
9.3.1绕弯成形有限元模型
9.3.2弯曲模具表面摩擦条件优化设计
9.4 激光复合织构模具弯管成形性能的对比试验
9.4.1激光复合织构加工
9.4.2弯曲成形对比试验
9.4.3 试验结果与分析
9.5本章小节
第十章 总结与展望
10.1总结
10.2 展望
参考文献
致 谢
攻读博士学位期间所获成果
