研究目的
根据激光辅助铣削中期望的平均残余应力来指导激光和切割参数的选择。
研究成果
所提出的逆向分析模型在预测激光辅助铣削中的平均残余应力方面具有高度准确性和计算效率，实验与预测之间的百分比差异小于5%，且在50次循环内完成。
研究不足
该研究聚焦于Ti-6Al-4V和Si3N4激光辅助铣削中的平均残余应力，且该方法在这些材料和条件下的有效性与准确性已得到验证。
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激光辅助铣削中残余应力的反演分析
DOI：10.1007/s00170-019-04794-9
期刊：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
在激光辅助铣削中，剪切区较高温度会使材料软化，可能导致平均残余应力偏移，这会显著影响产品的损伤容限和疲劳性能。为根据期望的平均残余应力指导激光与切削参数的选择，通过基于猜测工艺参数预测残余应力（定义为正问题），并应用迭代梯度搜索寻找下一次迭代的工艺参数（定义为逆问题）进行反分析。因此提出了一种激光辅助铣削平均残余应力的解析反分析方法。正问题通过解析预测激光辅助铣削后的平均残余应力来解决。通过计算热应力（将激光束视为热源）和塑性应力（先假设加载过程中为纯弹性应力，再通过运动硬化获得真实应力，随后进行应力松弛）来预测残余应力分布。采用基于方差的递归法解决逆问题，通过更新工艺参数使测量平均残余应力匹配。每次迭代中，根据使所得残余应力与测量值最小化的原则，更新包括切削深度、每齿进给量和切削速度在内的三个切削参数，以及包括激光-刀具距离和激光功率在内的两个激光参数。以Ti-6Al-4V和Si3N4的激光辅助铣削实验测量为参考，两种材料的实验与预测百分比差异均小于5%，且选择过程在50次循环内完成。
作者：
Yixuan Feng，Tsung-Pin Hung，Yu-Ting Lu，Yu-Fu Lin，Fu-Chuan Hsu，Chiu-Feng Lin，Ying-Cheng Lu，Steven Y. Liang
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