激光沖擊微擠壓成形工藝和控制研究的開題報告

激光沖擊微擠壓成形工藝和控制研究的開題報告一、背景和研究意義激光微擠壓成形技術是利用激光能量在金屬材料表面產(chǎn)生的瞬間高溫、高壓使其發(fā)生微形變，實現(xiàn)金屬材料的塑性變形、加工和制造的新型高精度和高效率的加工方法。激光微擠壓成形技術具有高精度、高成形質(zhì)量、少量工藝損傷等特點，逐漸被工業(yè)界、科研界廣泛應用。但在激光微擠壓成形過程中，由于其極短的作用時間，工藝參數(shù)的瞬時控制非常重要。因此，本研究旨在研究并探討激光沖擊微擠壓成形工藝及其控制方法。二、研究內(nèi)容和研究方案1.激光微擠壓成形工藝研究：通過測定鈦金屬材料在不同激光功率和激光脈寬下的微擠壓成形效果，研究影響成形效果的主要因素和影響規(guī)律，為后續(xù)的參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。2.激光微擠壓成形過程建模：基于熱力學、動力學原理，建立鈦金屬在激光作用下的微擠壓成形有限元模型，探究激光強度、激光作用時間等參數(shù)對成形過程的影響規(guī)律。3.激光微擠壓成形控制方法研究：針對激光微擠壓成形過程中需要及時調(diào)整激光強度、脈沖寬度等參數(shù)的需求，設計一種基于監(jiān)測系統(tǒng)的實時反饋控制方法。通過對激光微擠壓成形過程的實時監(jiān)測和反饋，實現(xiàn)制品尺寸、形狀等方面的精確控制。4.激光微擠壓成形實驗驗證：采用自行設計制作的激光微擠壓成形裝置進行實驗驗證，通過比較模擬結(jié)果與實際成形效果進行驗證分析。三、預期目標與創(chuàng)新性預期目標：1.確定鈦金屬材料在激光作用下的最佳成形參數(shù)；2.借助有限元模擬軟件建立激光微擠壓成形過程的數(shù)學模型，從而掌握激光微擠壓成形的物理和力學本質(zhì)；3.設計基于監(jiān)測系統(tǒng)的激光微擠壓成形控制方法，提高制品尺寸、形狀等方面的精確控制能力；4.確定鈦合金激光微壓成形的適應范圍。創(chuàng)新性：本研究在激光微擠壓成形工藝和控制研究上具有以下創(chuàng)新點：1.結(jié)合實驗與數(shù)值模擬方法，確定激光微擠壓成形參數(shù)的最佳組合；2.借助現(xiàn)代物理學和力學原理，建立激光微擠壓成形過程的物理模型并進行深入研究；3.設計基于監(jiān)測系統(tǒng)的、實時反饋的控制方法，提高激光微擠壓成形的制品正常成形率和精度；4.為激光微擠壓成形技術在工業(yè)制造和科學研究中的廣泛應用提供了新思路和新方法。四、研究進度安排1.梳理文獻，閱讀相關論文，了解激光沖擊微擠壓成形的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。完成時間：1~2周。2.搭建自行設計的激光微擠壓成形裝置，對鈦合金材料進行成形實驗，確定最佳成形參數(shù)。完成時間：2~3周。3.建立鈦合金激光微擠壓成形過程的數(shù)學模型，進行數(shù)值模擬。完成時間：3~4周。4.設計基于監(jiān)測系統(tǒng)的激光微擠壓成形控制方法，并進行驗證和改進。完成時間：4~5周。5.對研究結(jié)果進行分析和總結(jié)，完成開題報告的撰寫。完成時間：6~8周。五、參考文獻1.王鳴宇，林平虎，張永安等.激光微擠壓成形研究綜述[J].中國激光,2015,42(11):63-69.2.SunB,ZhangY,WangL.Numericalsimulationofbufferlayereffectduringlasermicroformingoftitaniumfoils[J].InternationalJournalofMechanicalSciences,2018,122:217-228.3.劉濤.激光微擠壓成形對納米多孔鈦生物材料力學性能的影響研究[D].河南農(nóng)業(yè)大學,2019.4.DuY,HebinB,LiuS,etal.Experimentalandnumericalinvestigationofmicro-scalelaserformingofthinTiNifilms[J].JournalofManufacturingProcesses,2018,36:48-57.5.GuanQ,DuanY,ChuS,etal.Highefficiencyandprecisionrepetitivemicro-manufacturingusingtaperedholegeneratedbylaser[C]//ProceedingsoftheASME2015InternationalMechanicalEn