激光冲击铜箔飞片及其复合成形的研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要本文分析了国内外金属微塑性成形工艺的研究现状，介绍了激光冲击微塑性成形技术，结合激光驱动飞片技术，提出了利用激光冲击飞片进行复合成形的新方法。基于对激光冲击飞片及利用高速飞片进行复合成形的机理分析，开展了激光冲击飞片复合成形的实验研究和数值模拟。主要工作有以下几个方面：提出了激光冲击形成飞片、利用高速飞片进行复合成形的工艺方法，进行了激光冲击飞片及其复合成形过程的解析研究，探讨了飞片速度对成形的影响机制，给出了飞片获得的最小极限速度和高速飞片复合成形的极限速度公式，得到了激光冲击飞片的复合成形规律，为激光冲击飞片复合成形中工艺参数的估算和

2、成形结果的预测奠定了基础。设计并搭建了激光冲击飞片及其复合成形实验系统，开展了系列探索性实验研究，探讨了激光能量、靶材厚度、剪切模具孔径对获得飞片质量的影响，以及激光能量、成形模具孔径对成形质量的影响。研究表明：激光能量的增加、靶材厚度的减小以及剪切模具孔径的增大均有利于飞片的获得；随着激光能量的增加，成形结果由胀形件逐渐向环形剪切件过渡；随着成形模具孔径的增加，胀形件和环形剪切件的平整性均降低，但表面粗糙度变化不明显。通过实验验证了在合适的工艺参数下，能够获得具有良好成形性能的激光冲击飞片，在此基础上利用高速飞片进行复合成形，最终得到具有优异效果的胀形件及环形

3、剪切件。基于ANSYs／Ls．DYNA软件平台，利用显式动态分析模型，结合Johnson-cook应力应变本构方程，建立了激光冲击铜箔飞片成形胀形件的数值模型，通过与实验结果的对比验证了所用模型的合理性。对胀形件成形过程中材料内部节点的位移、速度、加速度及易破坏区域进行了分析，讨论了激光能量、成形模具孔径、成型模具圆角率对胀形高度的影响，为更好的了解胀形件成形过程及飞片的成形机制提供了依据。关键词：激光冲击飞片；复合成形；胀形件；环形剪切件；数值模拟江苏大学硕士学位论文Thedomesticandforeignresearchstatusofmetalmicro

4、-plasticformingprocessandlasershockmicro—plasticformingtechnologyweresdudied．Combiningwiththelaserdrivenflyertechnology,anewcompoundformingmethodoflasershockflyerWaspresented．Basedontheanalysisoflasershockflyerandhigh-speedflyerformingmechanism，theexperimentalstudyandnumericalsimulat

5、iononlasershockflyercompoundformingwascardedout．Themainworkwasshownas：AtechnologicalmethodoflasershockflyerandhighspeedflyercompoundformingWasestablished．Theanalysisoflasershockflyer,compoundformingprocess，andtheformingmechanismofhighspeedflyerwereconducted．Thelimitvelocitytoachievel

6、asershockflyerandthecalculationformulaofhi【ghspeedflyerformingwerepresented．Besides，thelawoflasershockflyercompoundformingWasobtained，whichprovidedthefoundationfortheestimateoftechnologicalparameterandformingresultduringthecompoundformingprocessing．Laserdriveflyerandcompoundformingsy

7、stemweredesignedandsetup．Aseriesofexperimentswerecardedouttoinvestigatetheinfluenceoflaserenergy,targetthicknessandshearmolddiameteronthequalityofflyenThentheeffectsoflaserenergyandformingmolddiameteronformingqualitywerealsostudied．Researchresultsshowthat，theincreaseoflaserenergyands

8、hearmolddiam