1、板材激光彎曲成形是一種新型的板材成形工藝方法,與傳統(tǒng)的成形方法相比,該工藝具有柔性大、不需外力和模具、加工成本低、成形精度高、無污染并可以使硬脆等難成形材料變形等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、汽車、造船及微電子等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。由于激光彎曲成形技術(shù)的復(fù)雜性,近年來該項(xiàng)技術(shù)研究進(jìn)展較為緩慢,關(guān)于激光彎曲成形技術(shù)如何選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)和規(guī)劃合理掃描路徑來實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)曲面成形,是激光彎曲成形技術(shù)的一個難點(diǎn),也是阻礙這項(xiàng)技術(shù)向前發(fā)展的重要因素。本文

2、針對以上激光彎曲成形技術(shù)存在的問題,進(jìn)行了研究和探索:
　　 首先,采用高功率半導(dǎo)體激光器對AA5052鋁鎂合金薄板進(jìn)行了激光彎曲試驗(yàn)研究。得出了激光功率、掃描速度、光斑直徑和掃描次數(shù)等工藝參數(shù)與彎曲角度之間的基本規(guī)律。進(jìn)一步通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,對激光彎曲成形的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得出四個主要激光工藝參數(shù)對激光彎曲成形影響的主次順序?yàn)?激光功率>掃描速度>掃描次數(shù)>光斑直徑；同時也得到了彎曲成形時的最佳工藝參數(shù)組合,并加以試驗(yàn)

3、驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果良好。
　　 接著,建立板材激光彎曲成形過程三維熱力耦合計(jì)算模型,對彎曲過程進(jìn)行了模擬分析。采用APDL語言實(shí)現(xiàn)移動熱源的設(shè)置與加載,通過給定的工藝參數(shù),對激光彎曲成形過程中溫度場、位移場、應(yīng)力場的動態(tài)變化特征和規(guī)律進(jìn)行了分析。
　　 然后,對板材直線單曲面激光彎曲成形的形狀控制進(jìn)行了研究,在研究了國外提出的基于距離準(zhǔn)則算法和基于等角度準(zhǔn)則算法規(guī)劃掃描路徑的基礎(chǔ)上,本文提出一種新的基于等間距準(zhǔn)則規(guī)劃掃描路徑

4、的算法。以給定的直線單曲面形狀為例,采用以上三種算法來規(guī)劃掃描路徑和計(jì)算路徑上的彎曲角度大小,結(jié)合已經(jīng)研究的工藝參數(shù)與彎曲角度之間的關(guān)系,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這三種算法的合理性和有效性。
　　 最后,對板材三維復(fù)雜曲面激光彎曲成形進(jìn)行探索性研究,根據(jù)合成梯度向量是與掃描軌跡處處正交的原理,采用了基于目標(biāo)曲面的掃描路徑等高線規(guī)劃策略。以典型復(fù)雜曲面旋轉(zhuǎn)拋物面和馬鞍面為例,借助Matlab軟件編程,求出了曲面合成梯度向量和與其垂直的掃描路