作為智能制造的核心技術(shù)之一,增材制造（AM）近年來在全球迅速升溫。而作為金屬精密成形代表的選區(qū)激光熔化（SLM）成為了行業(yè)內(nèi)廣泛研究的重點技術(shù),目前已逐漸應(yīng)用于航空航天、汽車、醫(yī)療、石油化工、模具等領(lǐng)域。由于涉及多場耦合、多尺度等復(fù)雜物理冶金過程,采用實驗手段難以全面揭示其工藝過程的相關(guān)機理與規(guī)律,因而有限元等宏觀尺度數(shù)值模擬成為了研究SLM工藝的重要手段之一。在建立以多重傳熱機制為主的溫度場理論和以熱彈塑性方法為主的應(yīng)力場理論基礎(chǔ)上,通過ABAQUS建立了 SLM多層多道有限元模型,通過理論計算、實驗測量和Jmatpro模擬確定了 24CrNiMo粉末及實體的材料參數(shù),通過model change功能實現(xiàn)了成形層的順序激活過程,通過USDFLD子程序?qū)崿F(xiàn)了粉末向?qū)嶓w的轉(zhuǎn)化過程,通過DFLUX子程序?qū)崿F(xiàn)了熱源模型移動加載過程。采用SLM設(shè)備進行了 24CrNiMo合金鋼單道及塊體成形實驗,利用光學顯微鏡觀察形貌,得到了成形質(zhì)量較優(yōu)的工藝參數(shù)（激光功率200-300W、掃描速度150-250mm/s）,并通過擬合熔池結(jié)構(gòu)尺寸,確定了雙橢球熱源模型參數(shù)（a=b=120μm,c=160μm,... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 增材制造技術(shù)介紹
    1.2 金屬增材制造技術(shù)的應(yīng)用
        1.2.1 航空航天
        1.2.2 軍工
        1.2.3 生物醫(yī)療
        1.2.4 傳統(tǒng)工業(yè)
    1.3 高性能合金鋼的應(yīng)用
    1.4 選區(qū)激光熔化有限元模擬研究進展
        1.4.1 國內(nèi)研究進展
        1.4.2 國外研究進展
    1.5 項目來源及研究內(nèi)容
        1.5.1 項目來源
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 選區(qū)激光熔化有限元分析理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 溫度場有限元分析理論
        2.1.1 溫度控制方程
        2.1.2 邊界條件
        2.1.3 相變潛熱
        2.1.4 熱源模型
    2.2. 應(yīng)力場有限元分析理論
        2.2.1 塑性理論
        2.2.2 熱彈塑性方程
    2.3 有限元分析關(guān)鍵技術(shù)
        2.3.1 模型創(chuàng)建及網(wǎng)格劃分
        2.3.2 材料屬性
        2.3.3 生死單元技術(shù)
        2.3.4 熱源加載
    2.4 本章小結(jié)
第三章 選區(qū)激光熔化實驗研究
    3.1 實驗材料
    3.2 實驗設(shè)備
    3.3 工藝參數(shù)探索
    3.4 熱源參數(shù)校核
    3.5 本章小結(jié)
第四章 選區(qū)激光熔化模擬技術(shù)研究
    4.1 技術(shù)問題與方式
    4.2 逐漸激活與逐道激活
    4.3 大基板與小基板
    4.4 有鋪粉步與無鋪粉步
    4.5 本章小結(jié)
第五章 選區(qū)激光熔化溫度應(yīng)力分析
    5.1 有限元計算設(shè)置
        5.1.1 溫度場有限元計算設(shè)置
        5.1.2 應(yīng)力場有限元計算方法及設(shè)置
    5.2 溫度/應(yīng)力場分布及變化規(guī)律
        5.2.1 溫度場分布及變化規(guī)律
        5.2.2 應(yīng)力場分布及變化規(guī)律
    5.3 激光功率對溫度/應(yīng)力場影響規(guī)律
        5.3.1 激光功率對溫度場影響規(guī)律
        5.3.2 激光功率對應(yīng)力場影響規(guī)律
    5.4 掃描速度對溫度/應(yīng)力場影響規(guī)律
        5.4.1 掃描速度對溫度場影響規(guī)律
        5.4.2 掃描速度對應(yīng)力場影響規(guī)律
    5.5 掃描間距對溫度/應(yīng)力場影響規(guī)律
        5.5.1 掃描間距對溫度場影響規(guī)律
        5.5.2 掃描間距對應(yīng)力場影響規(guī)律
    5.6 分區(qū)掃描對溫度/應(yīng)力場影響規(guī)律
    5.7 層間轉(zhuǎn)角對溫度/應(yīng)力場影響規(guī)律
    5.8 預(yù)熱溫度對溫度/應(yīng)力場影響規(guī)律
        5.8.1 預(yù)熱溫度對溫度場影響規(guī)律
        5.8.2 預(yù)熱溫度對應(yīng)力場影響規(guī)律
    5.9 本章小結(jié)
第六章 選區(qū)激光熔化高鐵制動盤應(yīng)力變形分析
    6.1 高鐵制動盤殘余應(yīng)力及變形
    6.2 工藝參數(shù)對應(yīng)力變形影響規(guī)律
    6.3 成形方向?qū)?yīng)力變形影響規(guī)律
    6.4 熱處理對應(yīng)力變形影響規(guī)律
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：2968044