بررسي عددي رفتار تغيير شكل در خمكاري ورق با ليزر توسط الگوي تابش دهي منحني

Numerical investigation of deformation behavior in laser bending of sheet with curved irradiating scheme

در اين پژوهش به شبيه‌سازي عددي فرآيند خمكاري با ليزر ورق فلزي توسط الگوي تابش‌دهي منحني پرداخته مي‌شود. بدين منظور از نرم‌افزار تجاري آباكوس جهت انجام شبيه‌سازي هاي المان محدود استفاده مي‌شود. ورق فلزي مورد بررسي، فولاد كم كربن Mild steel با ضخامت 1 ميليمتر مي‌باشد. به كمك ميدان تنش حاصل از شبيه‌سازيهاي عددي و تحليل اثر تنش‌هاي باقيمانده در جهت‌هاي مختلف واقع بر مسير تابش‌دهي با ليزر، مكانيك تغيير شكل و دليل خمش ورق در فرآيند خمكاري با ليزر توسط الگوي تابش‌دهي منحني مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نتايج نشان مي‌دهند كه مسير تابش‌دهي منحني مي‌تواند به طور مناسب ورق فلزي فولادي را خمكاري نمايد. همچنين اثر پارامترهاي توان ليزر، سرعت اسكن ليزر و قطر پرتوي ليزر بر ميانگين جابجايي هاي ورق خمكاري شده با ليزر توسط مسير تابش‌دهي منحني مورد بررسي قرار مي‌گيرند. نتايج نشان مي‌دهند كه با افزايش توان ليزر، ميانگين جابجايي هاي ورق خمكاري شده با ليزر توسط الگوي تابش‌دهي منحني افزايش مي‌يابد. همچنين از شبيه‌سازيهاي عددي نتيجه گرفته مي‌شود كه با افزايش سرعت اسكن ليزر ميانگين جابجايي هاي ورق خمكاري شده با ليزر كاهش مي‌يابد. ثابت مي‌شود كه با افزايش قطر پرتوي ليزر ميانگين جابجايي هاي ورق خمكاري شده با ليزر كاهش مي‌يابد.

In this research, numerical simulation of laser bending process of the metallic sheet with curved irradiating scheme is investigated. For this purpose, the commercial ABAQUS software is used for performing the finite element simulations. The used sheet metal is the low carbon mild steel with thickness of 1 mm. Using the stress field obtained by the numerical simulations and analyzing the residual stresses in different directions located on the laser irradiation path, the mechanics of deformation and the reason for sheet bending in the laser bending process with curved irradiating scheme are investigated. The results show that the curved irradiating scheme can properly bend the steel sheet. Also, the effects of laser power, laser scanning speed and laser beam diameter on the average value of displacements of the laser-bent sheet with curved irradiating scheme are investigated. The results show that with increasing the laser power, the average value of displacements of laser-bent sheet with curved irradiating scheme is increased. Also, it is concluded from numerical simulations that with increasing the laser scanning speed, the average value of displacements of laser-bent sheet is decreased. It is proved that with increasing the laser beam diameter, the average value of displacements of laser-bent sheet is decreased.