ansys 激光 強化的案例
噴丸強化與激光噴丸
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激光沖擊強化技術發展現狀與展望
介紹激光沖擊強化的基本原理和技術優勢；簡述該技術在國內外的發展和應用情況，扼要介紹我國激光沖擊強化技術研究現狀和近期取得的主要進展；最后對激光沖擊強化技術的發展進行展望。我國激光沖擊強化設備和技術已基本成熟，可以進入工業應用。
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齒輪模具激光表面強化工藝與裝備的技術進展
齒輪模具激光表面強化技術是指在數控環境下，利用高能量密度的激光束和涂料或熔覆材料對齒輪或模具表面進行處理，改變其表層的組織或成分，實現表面相變強化或增強性修復的技術。 激光相變強化的金屬材料學
所謂激光相變強化，是用激光束掃描工件，使工件表層快速升溫到Ac3臨界點以上，受熱層在光斑移開時，由于工件基體的熱傳導作用使溫度舜間進入馬氏體區或貝氏體區，發生馬氏體相變或貝氏體相變，完成相變強化過程。
相變強化工藝具有表面質量好的優點，可根據不同材質、工件熱容量大小、以及激光處理工藝參數的不同，實現硬度、強化層深度可控。在傳統熱處理工藝中影響強化效果的技術因素，在激光相變強化中所起的作用發生了很大變化。
1.彌散強化和畸變強化
激光相變強化形成奧氏體，當停止激光照射，金屬表面發生馬氏體轉變。在此工藝環境下形成的奧氏體，不管是表層，還是里層，奧氏體晶粒都沒有孕育長大的機會。彌散的奧氏體晶粒，形成彌散的馬氏體相或貝氏體相，使組織具有晶格強化的同時具有彌散強化效果。而且，在激冷條件下形成的馬氏體晶格，比常規淬火有更高的缺陷密度。與此同時，殘余奧氏體也獲得極高的位錯密度，使金屬材料具有畸變強化效果，強度大大提高。
2.無氧化脫碳淬火
在傳統熱處理中，工件在加熱過程如沒有保護措施，便會發生氧化、脫碳現象，使工件的硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低。
激光相變強化所使用的吸光涂料具有保護工件表面免遭氧化的性能。
3.激光強化的抗疲勞機理
影響金屬材料抗疲勞性能的原因之一是疲勞裂紋的萌生時間。磨損和疲勞在材料損傷過程中交互促進，磨損溝痕可成為疲勞裂紋的萌生點，加速疲勞裂紋的萌生，材料表面出現疲勞裂紋后，表面粗糙度嚴重惡化，磨損也將加劇。
激光強化層具有較強的抗塑性變形和抗粘著磨損能力。
展開 沈陽自動化所激光沖擊強化設備研究取得新進展
近日，由中國科學院沈陽自動化研究所研發的“SIA-LSP-11 型激光沖擊強化設備”和“SIA-LSP-21 型激光沖擊波加工裝備”先后在客戶現場開展了安裝調試，實現了年內順利交付兩套設備目標。
SIA-LSP-11型激光沖擊強化設備是沈陽自動化所自主開發的整體葉盤二代激光沖擊強化設備，在前期開發經驗基礎上，對設備整體功能進行了優化設計，不僅強化了航空發動機整體葉盤，還強化了焊縫、榫頭、榫槽等多種復雜曲面零件。正式投產運行后將進一步提升航空結構件的使役性能，助力航空裝備快速發展。
SIA-LSP-21型激光沖擊波科研平臺具有雙波長、多光束、多形光斑并行加工能力，擁有人機友好共融的開放式操作系統、協同控制軟件、工藝數據庫、歷史查詢軟件、操作人員管理軟件，并可二次開發與拓展，適于多種激光沖擊強化工藝方法研究，可為我國激光沖擊強化科學研究提供支持。
2018年，沈陽自動化所裝備制造技術研究室激光沖擊團隊在基礎研究與工藝開發方面也取得了多項成果，建立了激光沖擊強化數學模型，可以精確預測激光沖擊強化后的殘余應力場；開展渦輪 盤鎳基高溫合金溫控激光沖擊強化工藝與機理的研究，突破高溫端激光沖擊延壽技術瓶頸；在AID Advances，Opto-Electronic Advances，《稀有金屬學報》，《中國激光》等期刊中發表相關研究成果10余篇。
沈陽自動化所裝備制造技術研究室經過多年的技術積累與創新，在激光沖擊強化技術實現持續引領行業的基礎上，開展了強化機制、工藝與裝備集成研究，具備產學研一體化技術攻關及工程實施的全套解決方案，助力高端裝備發展。
展開 重點專項“激光強化技術在航空航天和軌道交通領域的工業示范應用”通過驗收
2021年9月25日，國家重點研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項“激光強化技術在航空航天和軌道交通領域的工業示范應用（2016YFB1102600）”項目的課題驗收會在武漢召開。科技部高技術中心委派的專家組現場考察了鋼軌激光淬火加工車的作業過程，聽取了課題執行情況匯報，審查了相關材料，經質詢和討論，高度肯定了項目的研究成果，項目中全部5個課題的績效評價均為優秀。
項目全部五個課題都參與了匯報。華中科技大學武漢光電國家研究中心增材制造與激光制造團隊是該項目中鐵路鋼軌在線強韌化處理裝備的技術源頭，團隊成員胡乾午副教授主持課題4 “激光選區淬火高效在線強化成套設備研發” 的研究工作，團隊負責人曾曉雁教授和團隊成員王鄧志副教授和孟麗博士后分別參加了課題1 “激光沖擊與淬火強化技術基礎研究”、課題4和課題5 “激光選區淬火高效強化工藝研究與應用示范”的研究工作。
課題4提出的鋼軌激光選區淬火方法，在鋼軌表面形成“馬氏體強化區+珠光體軟基體”的復合結構，成功解決了此前鋼軌材料難以兼顧高硬度和高韌性的技術難題，為鋼軌在線激光強化延壽技術開辟了新的道路。
開發的高功率單光束激光多光斑高重頻選區淬火技術，將鋼軌激光選區淬火效率從5m/h提高到54m/h。研制的GCC-50型鋼軌激光淬火車，采用獨特的子母車結構，結構緊湊，操作簡便，能夠快速抵達和駛離現場，能夠滿足小半徑曲線鋼軌、道岔、尖軌等部件的激光淬火加工。
GCC-50型鋼軌激光淬火車采用基于視覺測量的鋼軌激光加工軟件系統，可以自動識別鋼軌輪廓，規劃選取激光淬火的掃描路徑，實現鋼軌在線激光淬火過程的智能化控制。GCC-50型鋼軌激光淬火車得到國家鐵路集團公司認證中心的新產品定型認可，是國際上首臺專業型鋼軌在線激光加工車。
展開 【Ansys線上直播回看】“聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器
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本次網絡研討會中展示如何使用Ansys Lumerical的INTERCONNECT工具中行波激光模型（TWLM）來仿真Fabry-Perot、DFB、DBR等邊射型激光器以及半導體光放大器 （SOA），還會說明增益、電荷傳輸、光傳播等參數如何使用物理仿真來模擬，并將之導入光路上的緊湊模型來描述整個激光器件。重點介紹Ansys Lumerical仿真激光用的TWLM以及MQW工具，并示范如何使用Ansys Lumerical的FDE/MODE與MQW來計算光的傳播與增益特性。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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展開 報名 | “聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器仿真
在本次網絡研討會中，將展示如何使用Ansys Lumerical的INTERCONNECT工具中行波激光模型（TWLM）來仿真Fabry-Perot、DFB、DBR等邊射型激光器以及半導體光放大器 （SOA），還會說明增益、電荷傳輸、光傳播等參數如何使用物理仿真來模擬，并將之導入光路上的緊湊模型來描述整個激光器件。研討會將重點介紹Ansys Lumerical仿真激光用的TWLM以及MQW工具，并示范如何使用Ansys Lumerical的FDE/MODE與MQW來計算光的傳播與增益特性，介紹如何將物理仿真或實驗量測的結果導入TWLM來表征包含量子井增益的波導，并進行增益與激光器設計。無論您是從事電路集成的系統設計人員還是從事分立元件的激光器設計人員，本次研討會都將幫助您學習如何進行激光器的設計。歡迎報名！
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Ansys宣布收購Zemax，光學戰略布局再度強化！
Ansys需要思考的問題是，如何巧妙的把這些以往相對獨立的軟件在共同的平臺上實現快速整合，同時發揮每個產品的長處，增加用戶粘性，最終實現共贏。
正如Zemax創始人Ken Moore博士的愿景“ to offer a rock-solid physics architecture, to uphold a culture of excellence and innovation, and to always listen to our customers”所說的那樣，堅持傾聽客戶，堅持卓越與創新。希望Ansys對Zemax的收購，能成功為更多行業及客戶提供有效解決方案。當然，Ansys用近些年來一次次的新購計劃，證明了它具備這樣的能力。
展開 Ansys宣布收購Zemax，光學戰略布局再度強化！
如今看來，通過Zemax的加持，Ansys在未來車載攝像頭方向不但具備仿真能力，而且可以對原始鏡頭數據進行設計，徹底實現成像與非成像的無縫連接。
方向二：汽車HUD的光學仿真
同樣是Speos與Lumerical的耦合，Lumerical負責解決微納光學的仿真，提供精確的表面材料特性。Speos的HOD&HOA提供HUD自由曲面的設計與仿真。
當時這套解決方案可能面臨的挑戰是，自由曲面雖然可以完美的生成，可是無法直接通過修改它自身的參數實現模型的變更。而Zemax恰恰具備這方面的實力。未來，Ansys在HUD方向的設計與仿真能力非常值得期待。
方向三：光機熱跨學科聯合仿真
在以往，成像光學鏡頭、光學傳感器、激光通信、顯微光刻等產品的研發中都有對光機熱跨學科仿真的需求，一旦收購后Zemax接入到Ansys Workbench當中，這種綜合全面的解決方案能夠簡化工作流程，使光電、光學、機械和制造工程師之間的溝通更加順暢，從而幫助用戶更快地開發出最佳設計。例如汽車頭燈的聯合仿真、光學鏡頭的溫漂對成像結果影響的仿真、光機系統的雜散光仿真都會到達一個前所未有的新高度。
出色的優化能力
光學仿真中的優化是研發流程中削減成本、縮短設計周期非常關鍵的環節。在成像光學中大體的思路為通過改變系統參數值，使評價函數減小，從而提高系統性能。但是無論采用哪種算法，例如 Damped Least Square（DLS）、Orthogonal Descent（OD）、還是Genetic Algorithm（GA）都有它自身的局限性。
作為一種靈活、用戶友好型的專業優化軟件工具，Ansys optiSLang利用優秀的算法，配合最佳元模型(MOP)方法，可以幫助光學用戶有效解決具有挑戰性的RDO任務。
展開 報名 | “聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器仿真
在本次網絡研討會中，將展示如何使用Ansys Lumerical的INTERCONNECT工具中行波激光模型（TWLM）來仿真Fabry-Perot、DFB、DBR等邊射型激光器以及半導體光放大器 （SOA），還會說明增益、電荷傳輸、光傳播等參數如何使用物理仿真來模擬，并將之導入光路上的緊湊模型來描述整個激光器件。研討會將重點介紹Ansys Lumerical仿真激光用的TWLM以及MQW工具，并示范如何使用Ansys Lumerical的FDE/MODE與MQW來計算光的傳播與增益特性，介紹如何將物理仿真或實驗量測的結果導入TWLM來表征包含量子井增益的波導，并進行增益與激光器設計。無論您是從事電路集成的系統設計人員還是從事分立元件的激光器設計人員，本次研討會都將幫助您學習如何進行激光器的設計。歡迎報名！
展開 如何理解ANSYS彈塑性分析中的強化模型
昨天在整理文檔的時候，發現很早以前有朋友和我探討ANSYS中強化模型的意義問題，當時我先把問題存在有道云筆記里，待有空的時候琢磨琢磨，結果后來竟然給忘記了，實在是不靠譜啊！那么既然如此，今天就把這個問題重新拿出來，聊一聊，不足的地方，還望各位同行補充。
先來回顧一些概念
什么時候才需要做彈塑性分析呢？線彈性分析階段就是應力和應變成正比唄，即應力=應變*彈性模量，卸載以后一切恢復原狀。一旦在達到材料的彈性極限后，繼續加載，使材料進入塑性階段，此時再卸載就無法恢復原狀。
那么在這個過程當中，構件產生的總應變就可以分為彈性應變和塑性應變兩部分，彈性應變依然和應力存在正比的關系，關鍵就是如何建立起來塑性應變與由此產生的應力之間的關系呢？這就需要引入塑性模型( Plasticity Models)了。
影響塑性應變的因素有很多，如加載歷史(這就是為什么彈塑性分析要涉及到荷載步了)、溫度、應力、應變率，以及一些內部因素，如材料的屈服強度、損傷等。
那么，塑性模型如何來描述塑性發展的過程呢？ANSYS用三個準則來解決這個問題：
屈服準則：加載過程中，一旦材料的等效應力超過屈服應力，程序判定進入塑性狀態，這是解決一個從彈性到塑性的過渡點問題；
流動準則：當構件發生塑性應變時，流動準則定義了應變方向，也就是說，流動準則可以描述在達到屈服后，在每一個荷載增量的作用下，塑性應變的各個分量是如何發展的；
強化準則：描述了初始屈服準則隨著塑性應變的增加是怎樣發展的。
關于“強化”，得多說幾句，當材料經過屈服階段的塑性變形后，卸載，再加載到屈服，新的屈服點要比原屈服點高一些。那第一次屈服點就對應著“初始屈服準則”，每一次的屈服都比上一次高一點，這個發展的過程就是強化。
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