长脉冲激光金属打孔质量影响因素分析.doc
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长脉冲激光金属打孔质量影响因素分析,2.65万字56页原创作品，已通过查重系统 目 录摘要 1abstract 2第一章 绪论31.1 课题来源31.2 课题研究目的、意义31.3 课题研究内容41.4 长脉冲激光金属打孔国内外研究现状41.5 长脉冲激光金属打孔发展趋势5第二章 长脉冲激光金属打孔理论72.1 激光的特...
内容介绍
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长脉冲激光金属打孔质量影响因素分析
2.65万字 56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 课题来源 3
1.2 课题研究目的、意义 3
1.3 课题研究内容 4
1.4 长脉冲激光金属打孔国内外研究现状 4
1.5 长脉冲激光金属打孔发展趋势 5
第二章 长脉冲激光金属打孔理论 7
2.1 激光的特性 7
2.2 激光金属打孔激光器及组成 8
2.3 激光与金属材料的相互作用 9
2.4 激光金属打孔技术概念 11
2.5 激光金属打孔原理及过程 11
2.6 常见打孔技术及其优缺点 13
2.7 激光金属打孔技术优缺点 15
2.8 激光打孔方法 16
2.9 激光金属打孔质量的主要影响参数 17
2.10 本章小结 19
第三章 经济可行性分析 21
3.1课题必要性分析 21
3.2技术可行性分析 21
3.3经济成本分析 22
3.4对环境、安全的影响 23
3.5 本章小结 23
第四章 激光打孔数值模拟 24
4.1 有限元法简介 24
4.2 有限元软件简介 24
4.3 有限元分析的基本步骤 25
4.4 ANSYS二维热传递一般热传导问题 25
4.5 420J1耐热钢材料属性 27
4.6 激光打孔模拟过程 28
4.7 模拟结果分析 31
4.8 本章小结 37
第五章 激光金属打孔实验研究 38
5.1 实验材料与设备 38
5.2 影响激光打孔质量的主要因素分析 40
5.3 本章小结 48
第六章 总结与展望 49
6.1 总结 49
6.2 展望 50
致 谢 51
参考文献 52
摘要 激光加工技术发展至今，已经在切割、打孔，焊接、快速成型、表面处理等领域占据了重要的地位。激光打孔是激光加工技术的一项重要应用，目前激光打孔可以加工出低至几微米的孔。随着航空装备制造业对微小孔和群孔加工的需求不断增加，激光打孔将具有越来越重要的地位。
本课题以为420J1耐热钢材料作为研究材料，主要研究脉冲个数、扩束比和辅助气体压力等对激光打孔质量的影响。420J1耐热钢材料被广泛的应用在涡轮发动机叶片上。小孔质量的主要评判标准是孔型、孔径和孔的锥度。模拟部分采用ANSYS软件进行有限元分析，利用APDL语言编程建立模型，实现快速有效的模拟。实验参数主要根据ANSYS软件模拟出的结果。实验采用的是单因素法，即在其它条件不变的情况下，分别改变脉冲个数，扩束比和辅助气体压力来进行激光打孔实验。
模拟结果与实验结果的对比分析表明运用有限元法对激光打孔温度场进行仿真分析具有可行性。激光打孔孔的上下孔径会随脉冲个数的增加而增加，孔的锥度会随脉冲个数的增加而变小。激光打孔孔的上下孔径都会扩束比的增大而减小。扩束比对孔深也会有一定的影响，当扩束比大到一定程度后，激光就不能将材料打穿。在扩束比为3.5的时候，孔的直径较小，且材料能够被打穿。激光打孔孔的上下孔径都随着辅助气体压力的增大而先变大后边小。在辅助气体压力为3bar的时候孔径较小且锥度也较小，可以作为最佳辅助气体压力。
关键词: 激光打孔 420J1耐热钢 影响因素 有限元分析
2.65万字 56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 课题来源 3
1.2 课题研究目的、意义 3
1.3 课题研究内容 4
1.4 长脉冲激光金属打孔国内外研究现状 4
1.5 长脉冲激光金属打孔发展趋势 5
第二章 长脉冲激光金属打孔理论 7
2.1 激光的特性 7
2.2 激光金属打孔激光器及组成 8
2.3 激光与金属材料的相互作用 9
2.4 激光金属打孔技术概念 11
2.5 激光金属打孔原理及过程 11
2.6 常见打孔技术及其优缺点 13
2.7 激光金属打孔技术优缺点 15
2.8 激光打孔方法 16
2.9 激光金属打孔质量的主要影响参数 17
2.10 本章小结 19
第三章 经济可行性分析 21
3.1课题必要性分析 21
3.2技术可行性分析 21
3.3经济成本分析 22
3.4对环境、安全的影响 23
3.5 本章小结 23
第四章 激光打孔数值模拟 24
4.1 有限元法简介 24
4.2 有限元软件简介 24
4.3 有限元分析的基本步骤 25
4.4 ANSYS二维热传递一般热传导问题 25
4.5 420J1耐热钢材料属性 27
4.6 激光打孔模拟过程 28
4.7 模拟结果分析 31
4.8 本章小结 37
第五章 激光金属打孔实验研究 38
5.1 实验材料与设备 38
5.2 影响激光打孔质量的主要因素分析 40
5.3 本章小结 48
第六章 总结与展望 49
6.1 总结 49
6.2 展望 50
致 谢 51
参考文献 52
摘要 激光加工技术发展至今，已经在切割、打孔，焊接、快速成型、表面处理等领域占据了重要的地位。激光打孔是激光加工技术的一项重要应用，目前激光打孔可以加工出低至几微米的孔。随着航空装备制造业对微小孔和群孔加工的需求不断增加，激光打孔将具有越来越重要的地位。
本课题以为420J1耐热钢材料作为研究材料，主要研究脉冲个数、扩束比和辅助气体压力等对激光打孔质量的影响。420J1耐热钢材料被广泛的应用在涡轮发动机叶片上。小孔质量的主要评判标准是孔型、孔径和孔的锥度。模拟部分采用ANSYS软件进行有限元分析，利用APDL语言编程建立模型，实现快速有效的模拟。实验参数主要根据ANSYS软件模拟出的结果。实验采用的是单因素法，即在其它条件不变的情况下，分别改变脉冲个数，扩束比和辅助气体压力来进行激光打孔实验。
模拟结果与实验结果的对比分析表明运用有限元法对激光打孔温度场进行仿真分析具有可行性。激光打孔孔的上下孔径会随脉冲个数的增加而增加，孔的锥度会随脉冲个数的增加而变小。激光打孔孔的上下孔径都会扩束比的增大而减小。扩束比对孔深也会有一定的影响，当扩束比大到一定程度后，激光就不能将材料打穿。在扩束比为3.5的时候，孔的直径较小，且材料能够被打穿。激光打孔孔的上下孔径都随着辅助气体压力的增大而先变大后边小。在辅助气体压力为3bar的时候孔径较小且锥度也较小，可以作为最佳辅助气体压力。
关键词: 激光打孔 420J1耐热钢 影响因素 有限元分析
