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激光车用双相钢局部激光热处理学术

收藏本文 2024-03-23 点赞:11203 浏览:45491 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:双相钢作为目前主流的车身轻量化用钢,与普通钢板相比,其强度、硬度较高,但塑性、韧性较低,由此在冲压成形时,容易产生深冲裂纹等缺陷。激光热处理作为一种新兴的材料加工技术,可有效解决这一不足,即利用双相钢吸收到的激光能量来改善钢板上局部区域内的成形性能。由此对双相钢激光吸收率的探讨是一个重要不足,其决定了工件实际吸收激光能量的多少,对准确计算激光热处理历程中双相钢钢板上的温度场以及实际激光热处理工艺参数的优化具有重要的参考作用。本论文设计了双相钢局部激光热处理的试验案例,利用Yb:YAG激光器对两种不同型号的双相钢试样DP600和DP1180进行热处理。浅析双相钢试样的显微硬度、金相组织、拉伸试验结果和涂层性质,发现双相钢试样在激光热处理作用区有着一定软化,成型性能得到改善。采取积分球法和集总参数法分别测定双相钢试样对激光的吸收率,并将两种策略测得的激光吸收率进行比较。试验结果表明,双相钢的激光吸收率是一个和温度有关的变量,用两种策略测得的激光吸收率变化曲线非常接近,验证了试验案例的可行性。根据传热学原理,建立了双相钢激光热处理静止热源、三维非稳态传热历程的物理和数学模型。将试验测得的激光吸收率数值代入模型,采取COMSOL有限元浅析软件进行数值模拟计算,得到整个试验历程的温度场。通过比较数值计算获得的温度变化曲线与热电偶测得的温度变化曲线的吻合度,进一步验证了激光吸收率数值的准确性。关键词:双相钢论文激光热处理论文激光吸收系数论文温度场论文数值计算论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-13

    第一章 绪论13-19

    1.1 本课题的探讨背景和作用13-15

    1.2 相钢的特点和运用15-16

    1.3 相钢激光热处理的探讨近况16-17

    1.4 本论文主要探讨内容17-19

    第二章 激光热处理对双相钢成形性的影响19-33

    2.1 试验材料19-20

    2.2 试验案例设计20-25

    2.2.1 激光输出系统21-23

    2.2.2 激光导光聚焦系统23-25

    2.2.3 测温系统25

    2.3 试验结果浅析25-32

    2.3.1 显微硬度浅析25-28

    2.3.2 金相组织浅析28-29

    2.3.3 拉伸试验浅析29-31

    2.3.4 涂层性质浅析31-32

    2.4 本章小结32-33

    第三章 双相钢激光吸收率的测定33-49

    3.1 金属材料的激光吸收机理33-36

    3.1.1 激光与物质的相互作用33-34

    3.1.2 金属材料激光吸收率的论述算法34-36

    3.2 积分球法测定双相钢的激光吸收率36-41

    3.2.1 积分球的构造36-37

    3.2.2 积分球法测激光吸收率的原理37-39

    3.2.3 试验案例设计39-40

    3.2.4 试验结果浅析40-41

    3.3 集总参数法测定双相钢的激光吸收率41-48

    3.3.1 集总参数法的原理41-42

    3.3.2 集总参数法求解激光吸收率的原理42-45

    3.3.3 试验案例设计45-46

    3.3.4 试验结果浅析46-48

    3.4 本章小结48-49

    第四章 激光热处理的数值模拟探讨49-66

    4.1 激光热处理物理模型的建立49-50

    4.2 激光热处理三维数学模型的建立50-57

    4.2.1 模型检测设50

    4.2.2 传热制约方程50-51

    4.2.3 边界条件51

    4.2.4 初始条件51-52

    4.2.5 传热制约方程的离散化52-57

    4.3 激光热处理温度场的模拟求解57-58

    4.3.1 几何模型的建立57-58

    4.3.2 温度场的求解58

    4.4 激光热处理数值模拟结果浅析58-62

    4.4.1 集总参数条件的数值模拟结果及验证58-59

    4.4.2 数值模拟获得的温度变化曲线浅析59-62

    4.5 动态激光热处理的数值模拟62-65

    4.6 本章小结65-66

    第五章 结论66-68

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