标题:超薄板材脉冲激光微冲击成形新技术及其形质演变规律研究
项目负责人:季忠
依托单位:[季忠]山东大学
基金类别:国家自然基金
主题词:微成形;脉冲激光;冲击成形;超薄板材
摘要:脉冲激光微冲击成形(μLPF)是利用脉冲激光所致的等离子体爆轰波的冲击力效应进行塑性变形的新技术,在微器件制造、微电子封装等领域具有深远的应用前景。本项目开发了超薄板材μLPF的具体实施技术及相关实验装置,并通过工艺实验和数值模拟,系统研究了板材类型、激光参数、工艺条件、微凹模尺寸等因素对变形趋势、变形量、残余应力、表面形貌、零件组织与性能的影响及规律;研究了μLPF过程中材料流动、破裂、残余应力、塑性应变率产生与变化的机制,并通过实验和理论推导获取了板材的极限变形条件和极限变形量,进一步发现和验证了μLPF除烧蚀之外的三种破坏模式;通过脉冲激光微冲击完成了超脆合金板材的高应变率室温大塑性变形,并完整保留了材料的原始结构;研究了适用于μLPF的多尺度有限元模型及计算方法,通过晶体塑性理论、动态显式和静力隐式非线性有限元等方法的结合,对μLPF过程进行了晶粒级的数值模拟,并描述了微小零件的尺度效应。该项目的完成对于微塑性成形方法和理论以及微制造技术的发展,均具有重要的意义。
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