鈦合金激光沉積成形過(guò)程熱行為的研究.pdf

1、激光金屬沉積成形技術(shù)是近年來(lái)在激光熔覆技術(shù)和快速成形技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)，通過(guò)激光熔化基體和同步送來(lái)的粉末，使粉末和基體形成冶金結(jié)合，并且在基體上逐層沉積成致密的零件，具有集成度高、柔性好、可加工材料廣泛、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，因此受到了人們廣泛關(guān)注。本文對(duì)鈦合金激光粉末沉積成形過(guò)程熱行為進(jìn)行研究，采用有限元數(shù)值模擬的方法分析溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，對(duì)激光金屬沉積成形技術(shù)的發(fā)展有非常重要的意義。
　　本文以ABAQUS有限

2、元軟件作為分析工具，對(duì)鈦合金激光粉末沉積成形過(guò)程的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬；闡述了激光、金屬粉末和基體三者之間的相互關(guān)系。完成了以下內(nèi)容：
　　1.建立了激光金屬沉積成形過(guò)程的數(shù)學(xué)模型和有限元模型。分別對(duì)激光金屬沉積成形有限元模擬中的熱源模型、傳熱模型、邊界條件及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行了分析。
　　2.建立了單道鈦合金激光沉積成形過(guò)程溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)有限元模擬的方法。對(duì)單道激光粉末沉積成形過(guò)程溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了模擬計(jì)算。同

3、時(shí)，對(duì)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律進(jìn)行了分析。
　　3.建立了多道鈦合金激光粉末沉積成形過(guò)程數(shù)值模擬模型。在建立模型時(shí)考慮理想搭接率情況下沉積層形貌。利用該模型對(duì)成形過(guò)程溫度場(chǎng)、溫度梯度以及成形后殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律進(jìn)行了研究。
　　4.最后，基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的激光金屬快速成形系統(tǒng)，進(jìn)行鈦合金激光沉積成形實(shí)驗(yàn)，觀察試件的形貌，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)本文所建立的三維激光沉積成形過(guò)程溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　通過(guò)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)，最