بررسی اثر سرعت لیزر در خمش ورق فلزی توسط لیزر با استفاده از تحلیل عددی و تجربی در مکانیزم گرادیان حرارتی

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

حسن مسلمی نائینی ¹ , ولی اله پناهی زاده ² , محمد حسین پور گللو ³ , سیامک مزدک ⁴

1 - استاد، دانشگاه تربیت مدرس
2 - دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس
3 - دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس
4 - دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس

Received: 2015-10-03 Accepted : 2015-10-03 Published : 2008-06-21

Keywords: شکل‌دهی ورق با لیزر- تحلیل عددی- مکانیزم گرادیان حرارتی- لیزر,

Abstract :

در این مطالعه فرایند گرمایش خطی با لیزر برای سه سرعت مختلف به‌صورت تحلیل عددی و آزمایش تجربی بررسی شده است. تحلیل عددی از نوع تحلیل کوپله (حرارتی- مکانیکی) و با استفاده از نرم افزار ANSYS صورت گرفته است. همچنین برای آزمایشهای تجربی ورق‌های فلزی به کمک لیزر توان پائین، شکل‌دهی شده‌اند. قبل از انجام آزمایشها، ابتدا روش طراحی آزمایشهای عاملی کامل (Full Factorial Design) انتخاب و با توجه به این طراحی، قطعه‌های مورد نیاز با اندازه‌ها و ضخامتهای معین تهیه شد. این آزمایشها با لیزر CO2 با بیشترین توان (200 وات) انجام و پس از آن برای افزایش دقت اندازه‌گیری زوایا‌، با استفاده از دستگاه CMM قطعات شکل‌دهی شده، اندازه گیری شدند. سپس تحلیل آماری روی نتایج آزمایشهای تجربی صورت گرفت. نتایج بدست آمده تطابق خوبی بین نتایج آزمایشهای تجربی و تحلیل عددی را نشان می‌دهد. از نتایج بدست آمده می‌توان گفت که رابطة عکس بین افزایش سرعت و زاویة خمش وجود دارد. در ضمن با افزایش سرعت لیزر نرخ کاهش زاویة خمش آهسته تر می‌شود. همچنین برای نقاط نزدیک به مسیر حرکت لیزر، با افزایش سرعت لیزر، شدت افت دما بیشتر می‌شود.

References:

[1]     Shi Y.J., Shen H., Yao Z.Q.  and Hu J., Numerical Investigation of Straight-Line laser forming under the temperature gradient mechanism, Acta Metallurgica Sinica, Vol. 19 No. 2 , 2006, pp. 144-150

[2]     Magee J., Watkins  K.G. & Steen W.M., Advances in Laser Forming, J. Laser Applications, Vol. 10, Issue 6, 1998, pp. 235-246

[3]     Hoseinpour Gollo M., Moslemi Naeini H., Liaghat G.H., Torkamany M. J., Jelvani S., Panahizadeh V., An experimental study of sheet metal bending by pulsed Nd:YAG laser with DOE method, Int. J. Mater Form,  Springer-online (In press)

[4]     Wegener K.  & Adelhardt M., Shipbuilding experiences a revolution, Industrial Laser Solutions, Pennwell Corporation, Tulsa ,Vol. 17, No.12, , 2002 , pp. 9-12.

[5]     Panahizadeh V., Moslemi Naeini H., Mehreban  M. and Mazdak S., Investigation of Bending Angle in TGM Laser Forming Process Using DOE Method, Tehran International Congress on Manufacturing Engineering (TICME2007), Tehran, Iran, Dec. 2007.

[6]     Yongjun Shi, Hong Shen, Zhenqiang Yao, Jun Hu, Temperature gradient mechanism in laser forming of thin plates, Optics & Laser Technology , Vol. 39, 2006, pp.  858–863.

[7]     Moslemi Naeini H., Panahizadeh V., Mazdak S., Mousavi H., TGM Laser Forming Process for Sheet Metals –an FEM Analysis Approach, Turkey Int. Congress on Manufacturing Eng. (Diemold2007), Turkey, 2007.

[8]     Z. Hu, R. Kovacevic, M. Labudovic, Experimental and numerical modeling of buckling instability of laser sheet forming, Int. J. Machine Tools & Manufacture Vol. 42, 2002, pp.1427–1439

[9]     ASM Metals Handbook, ASM International, 10^th  Ed. 1990.