基于单因素法的高温轴承钢激光打孔工艺参数的研究.doc
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基于单因素法的高温轴承钢激光打孔工艺参数的研究,2.3万字 51页原创作品，已通过查重系统 目录摘要1abstract2第一章 绪论31.1. 引言31.2. 高温轴承钢激光打孔的国内外发展概况31.3. 高温轴承钢激光打孔的发展趋势41.4. 论文课题来源51.5. 课题研究内容51.6. 课题研究意义6第二章 高温轴...
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基于单因素法的高温轴承钢激光打孔工艺参数的研究
2.3万字 51页 原创作品，已通过查重系统
目录
摘要 1
ABSTRACT 2
第一章 绪论 3
1.1. 引言 3
1.2. 高温轴承钢激光打孔的国内外发展概况 3
1.3. 高温轴承钢激光打孔的发展趋势 4
1.4. 论文课题来源 5
1.5. 课题研究内容 5
1.6. 课题研究意义 6
第二章 高温轴承钢激光打孔理论 7
2.1. 激光的特性 7
2.2. 激光束主要特征参数 8
2.3. 激光打孔机理及过程 8
2.4. 激光打孔方式 10
2.4.1. 复制法 10
2.4.2. 轮廓迂回法 11
2.5. 激光参数对高温轴承钢打孔质量的影响 12
2.6. 激光打孔质量检测 14
2.7. 激光打孔的特点及意义 15
2.8. 高温轴承钢激光打孔的经济可行性 16
2.9. 高温轴承钢激光打孔存在的缺陷 17
2.10. 高温轴承钢激光打孔的辅助工艺 17
2.11. 本章小结 18
第三章 高温轴承钢激光打孔温度场模拟研究 19
3.1. ANSYS软件简介 19
3.2. ANSYS软件基本组成 19
3.3. ANSYS有限元分析的基本步骤 20
3.4. 8Cr4Mo4V高温轴承钢热物理参数 20
3.5. 高温轴承钢激光打孔温度场模拟 21
3.5.1. 有限元模型的建立 23
3.5.2. 激光热源的处理与施加 23
3.5.3. 边界条件和初始条件处理 24
3.5.4. 相变潜热的处理 24
3.6. ANSYS模拟结果分析 25
3.7. 本章小结 29
第四章 高温轴承钢激光打孔的实验研究 30
4.1. 实验材料的选取 30
4.2. 实验材料的处理 30
4.3. 实验设备 31
4.4. 激光主要参数对高温轴承钢打孔质量的影响 32
4.4.1. 脉冲能量对高温轴承钢激光打孔的影响 33
4.4.2. 脉冲宽度对高温轴承钢激光打孔的影响 36
4.4.3. 离焦量对高温轴承钢激光打孔的影响 39
4.5. 本章小结 42
第五章 总结与展望 43
5.1. 总结 43
5.2. 展望 44
参考文献 45
致 谢 47
摘要
进入21世纪，激光加工技术由于其突出非接触、无污染、无磨损、高效率、节省被加工材料等优点，在我国的制造业领域发展十分迅速。由于激光优秀的性能，激光打孔技术在汽车、电子、医学、航空航天、能源等领域得到应用非常广泛。激光打孔技术是最先应用在加工中的激光技术，发展至现在，已经取得了很多突破。本论文利用ANSYS软件的温度场模拟与LASERTEC 80 PowerDrill激光器的打孔实验进行对比研究。在研究中选取的参数变量为脉冲能量、脉冲宽度、离焦量。通过分析比较模拟值和实验值，对在高温轴承钢8Cr4Mo4V上激光打孔提出可靠有效的结论。
首先，本文论述了激光打孔的发展及趋势、本课题的来源已经研究内容。接下来的章节里将结合激光打孔的理论依据，利用ANSYS软件模拟对打孔参数进行分析。在实验部分，利用单因素实验方法来分析比较模拟值和实验值。最后总结出本论文选取的实验参数对激光打孔的影响，并得出如下的结论：在一定范围内，当其他参数不变时，上下孔径和锥度随脉冲能量的增大而增大；在一定范围内，其他参数不变时，上下孔径随脉冲宽度的增加而减少，而锥度几乎不随脉冲宽度的改变而变化；在一定范围内，随着离焦量正向增加，上孔径随离焦量的增加而增加，下孔径随离焦量的增加而减少。此外，在离焦量的参数研究中，在离焦量为正或离焦量为负时，离焦量的增加会导致孔锥度的增加。
关键词：激光打孔，模拟仿真，有限元分析，影响因素
2.3万字 51页 原创作品，已通过查重系统
目录
摘要 1
ABSTRACT 2
第一章 绪论 3
1.1. 引言 3
1.2. 高温轴承钢激光打孔的国内外发展概况 3
1.3. 高温轴承钢激光打孔的发展趋势 4
1.4. 论文课题来源 5
1.5. 课题研究内容 5
1.6. 课题研究意义 6
第二章 高温轴承钢激光打孔理论 7
2.1. 激光的特性 7
2.2. 激光束主要特征参数 8
2.3. 激光打孔机理及过程 8
2.4. 激光打孔方式 10
2.4.1. 复制法 10
2.4.2. 轮廓迂回法 11
2.5. 激光参数对高温轴承钢打孔质量的影响 12
2.6. 激光打孔质量检测 14
2.7. 激光打孔的特点及意义 15
2.8. 高温轴承钢激光打孔的经济可行性 16
2.9. 高温轴承钢激光打孔存在的缺陷 17
2.10. 高温轴承钢激光打孔的辅助工艺 17
2.11. 本章小结 18
第三章 高温轴承钢激光打孔温度场模拟研究 19
3.1. ANSYS软件简介 19
3.2. ANSYS软件基本组成 19
3.3. ANSYS有限元分析的基本步骤 20
3.4. 8Cr4Mo4V高温轴承钢热物理参数 20
3.5. 高温轴承钢激光打孔温度场模拟 21
3.5.1. 有限元模型的建立 23
3.5.2. 激光热源的处理与施加 23
3.5.3. 边界条件和初始条件处理 24
3.5.4. 相变潜热的处理 24
3.6. ANSYS模拟结果分析 25
3.7. 本章小结 29
第四章 高温轴承钢激光打孔的实验研究 30
4.1. 实验材料的选取 30
4.2. 实验材料的处理 30
4.3. 实验设备 31
4.4. 激光主要参数对高温轴承钢打孔质量的影响 32
4.4.1. 脉冲能量对高温轴承钢激光打孔的影响 33
4.4.2. 脉冲宽度对高温轴承钢激光打孔的影响 36
4.4.3. 离焦量对高温轴承钢激光打孔的影响 39
4.5. 本章小结 42
第五章 总结与展望 43
5.1. 总结 43
5.2. 展望 44
参考文献 45
致 谢 47
摘要
进入21世纪，激光加工技术由于其突出非接触、无污染、无磨损、高效率、节省被加工材料等优点，在我国的制造业领域发展十分迅速。由于激光优秀的性能，激光打孔技术在汽车、电子、医学、航空航天、能源等领域得到应用非常广泛。激光打孔技术是最先应用在加工中的激光技术，发展至现在，已经取得了很多突破。本论文利用ANSYS软件的温度场模拟与LASERTEC 80 PowerDrill激光器的打孔实验进行对比研究。在研究中选取的参数变量为脉冲能量、脉冲宽度、离焦量。通过分析比较模拟值和实验值，对在高温轴承钢8Cr4Mo4V上激光打孔提出可靠有效的结论。
首先，本文论述了激光打孔的发展及趋势、本课题的来源已经研究内容。接下来的章节里将结合激光打孔的理论依据，利用ANSYS软件模拟对打孔参数进行分析。在实验部分，利用单因素实验方法来分析比较模拟值和实验值。最后总结出本论文选取的实验参数对激光打孔的影响，并得出如下的结论：在一定范围内，当其他参数不变时，上下孔径和锥度随脉冲能量的增大而增大；在一定范围内，其他参数不变时，上下孔径随脉冲宽度的增加而减少，而锥度几乎不随脉冲宽度的改变而变化；在一定范围内，随着离焦量正向增加，上孔径随离焦量的增加而增加，下孔径随离焦量的增加而减少。此外，在离焦量的参数研究中，在离焦量为正或离焦量为负时，离焦量的增加会导致孔锥度的增加。
关键词：激光打孔，模拟仿真，有限元分析，影响因素
