Deformacje i naprężenia indukowane w materiałach pod działaniem poruszającej się wiązki lasera CO2

• Autorzy: Mucha Z.

Warianty tytułu

EN

Deflections and stresses induced in materials by moving C02 laser beam

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono analityczny model, opisujący bezkontaktowe, trwałe gięcia płyt i blach za pomocą poruszającej się wiązki laserowej, przy wielu upraszczających założeniach. Uzyskano wzory na kąt gięcia, spęczenie płyty pod wiązką oraz powstałe w materiale naprężenia rezydualne zależne od parametrów laserowej obróbki i stałych materiałowych. Wykazano, że wielkości te wyrażają się poprzez trzy bezwymiarowe parametry: liczbę Fouriera, oraz bezwymiarową temperaturę powierzchni i średnicę wiązki. Parametry te - stanowiące liczby podobieństwa procesu laserowego kształtowania - pozwalają na transformację parametrów kształtowania dla różnych skal i różnych materiałów. Rezultaty teoretyczne zostały w dużym zakresie potwierdzone doświadczalnie. Wykazano, że tworzące się naprężenia rezydualne na obu powierzchniach mogą być ściskające, rozciągające lub zero oraz, że efekty kształtowania materiałów mają warunki optymalne.

EN

Three mechanisms of thermal deformation in materials are recognized and identified. Defined are criteria of their occurrence and transient zones. Discussed are plate bending mechanisms resulting from temperature gradients in the material. Intention of the article is to quantitatively describe permanent thermal deformations with reference to residual stresses developing in the material after a laser beam has passed over its surface and experimental verification of the results obtained.

Słowa kluczowe

EN

deflection; stress; CO2 laser; plate bending; residual stresses

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 81, nr 12
• Strony: 1018--1021
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Mucha Z.

• Politechnika Świętokrzyska

Bibliografia

• 1. Z. MUCHA: Modelowanie i eksperymentalne badania kształtowania laserowego materiałów konstrukcyjnych. Politechnika Świętokrzyska Kielce 2004.
• 2. Z. MUCHA, J. WIDŁASZEWSKI, M. CABAJ, R. GRADOŃ: Surface temperature in laser forming. Archives of Thermodynamics. Vol. 24 (2003), No. 2, 89-И05.
• 3. Z. MUCHA, J. WIDŁASZEWSKI: Physical Foundations of Laser Thermal Forming. Proceedings of the 1st International Conference on New Forming Technology, Harbin (China), September 6-9, 2004. pp. 235 + 240.
• 4. M. MYŚLIWIEC: Cieplno-mechaniczne podstawy spawalnictwa. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne Warszawa 1970.
• 5. M. WATANABE, K. SATOH: Effect of Welding Conditions on the Shrinkage Distortion in Welded Structures. The Welding Journal, Welding Research Machining and Welding Supplement A0 (August 1961) 8, 377 + 384.
• 6. S. TAIRA, R. OHTANI: High Temperature Strength of Materials. Metallurgy Publishers Moscow 1986.
• 7. N. RYKALIN, A. UGLOV, A. KOKORA: Laser. Mir Publisher, Moscow 1978.
• 8. M. F. ASHBY, К. Е. EASTERLING: The transformation hardening of steel surfaces by laser beams - I. Hypo-eutectoid steels. Acta Metall. Vol. 32, No 11 (1984), 1935+1948.
• 9. Z. MUCHA: Similarity Numbers in Laser Thermal Forming. Advances in Manufactunng Science and Technology 2004 Vol. 28 No. 3.