基于單因素法的高溫軸承鋼激光打孔工藝參數(shù)的研究

2.3萬字 51頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

目錄
摘要 1
ABSTRACT 2
第一章 緒論 3
1.1. 引言 3
1.2. 高溫軸承鋼激光打孔的國內(nèi)外發(fā)展概況 3
1.3. 高溫軸承鋼激光打孔的發(fā)展趨勢 4
1.4. 論文課題來源 5
1.5. 課題研究內(nèi)容 5
1.6. 課題研究意義 6
第二章 高溫軸承鋼激光打孔理論 7
2.1. 激光的特性 7
2.2. 激光束主要特征參數(shù) 8
2.3. 激光打孔機理及過程 8
2.4. 激光打孔方式 10
2.4.1. 復制法 10
2.4.2. 輪廓迂回法 11
2.5. 激光參數(shù)對高溫軸承鋼打孔質(zhì)量的影響 12
2.6. 激光打孔質(zhì)量檢測 14
2.7. 激光打孔的特點及意義 15
2.8. 高溫軸承鋼激光打孔的經(jīng)濟可行性 16
2.9. 高溫軸承鋼激光打孔存在的缺陷 17
2.10. 高溫軸承鋼激光打孔的輔助工藝 17
2.11. 本章小結 18
第三章 高溫軸承鋼激光打孔溫度場模擬研究 19
3.1. ANSYS軟件簡介 19
3.2. ANSYS軟件基本組成 19
3.3. ANSYS有限元分析的基本步驟 20
3.4. 8Cr4Mo4V高溫軸承鋼熱物理參數(shù) 20
3.5. 高溫軸承鋼激光打孔溫度場模擬 21
3.5.1. 有限元模型的建立 23
3.5.2. 激光熱源的處理與施加 23
3.5.3. 邊界條件和初始條件處理 24
3.5.4. 相變潛熱的處理 24
3.6. ANSYS模擬結果分析 25
3.7. 本章小結 29
第四章 高溫軸承鋼激光打孔的實驗研究 30
4.1. 實驗材料的選取 30
4.2. 實驗材料的處理 30
4.3. 實驗設備 31
4.4. 激光主要參數(shù)對高溫軸承鋼打孔質(zhì)量的影響 32
4.4.1. 脈沖能量對高溫軸承鋼激光打孔的影響 33
4.4.2. 脈沖寬度對高溫軸承鋼激光打孔的影響 36
4.4.3. 離焦量對高溫軸承鋼激光打孔的影響 39
4.5. 本章小結 42
第五章 總結與展望 43
5.1. 總結 43
5.2. 展望 44
參考文獻 45
致 謝 47




摘要
進入21世紀，激光加工技術由于其突出非接觸、無污染、無磨損、高效率、節(jié)省被加工材料等優(yōu)點，在我國的制造業(yè)領域發(fā)展十分迅速。由于激光優(yōu)秀的性能，激光打孔技術在汽車、電子、醫(yī)學、航空航天、能源等領域得到應用非常廣泛。激光打孔技術是最先應用在加工中的激光技術，發(fā)展至現(xiàn)在，已經(jīng)取得了很多突破。本論文利用ANSYS軟件的溫度場模擬與LASERTEC 80 PowerDrill激光器的打孔實驗進行對比研究。在研究中選取的參數(shù)變量為脈沖能量、脈沖寬度、離焦量。通過分析比較模擬值和實驗值，對在高溫軸承鋼8Cr4Mo4V上激光打孔提出可靠有效的結論。
首先，本文論述了激光打孔的發(fā)展及趨勢、本課題的來源已經(jīng)研究內(nèi)容。接下來的章節(jié)里將結合激光打孔的理論依據(jù)，利用ANSYS軟件模擬對打孔參數(shù)進行分析。在實驗部分，利用單因素實驗方法來分析比較模擬值和實驗值。最后總結出本論文選取的實驗參數(shù)對激光打孔的影響，并得出如下的結論：在一定范圍內(nèi)，當其他參數(shù)不變時，上下孔徑和錐度隨脈沖能量的增大而增大；在一定范圍內(nèi)，其他參數(shù)不變時，上下孔徑隨脈沖寬度的增加而減少，而錐度幾乎不隨脈沖寬度的改變而變化；在一定范圍內(nèi)，隨著離焦量正向增加，上孔徑隨離焦量的增加而增加，下孔徑隨離焦量的增加而減少。此外，在離焦量的參數(shù)研究中，在離焦量為正或離焦量為負時，離焦量的增加會導致孔錐度的增加。


關鍵詞：激光打孔，模擬仿真，有限元分析，影響因素