激光內(nèi)壁熔覆技術(shù)為制備內(nèi)壁強(qiáng)化涂層提供了一種綠色、高效、優(yōu)良的解決方法。然而,在實(shí)際的熔覆過(guò)程中,由于材料的受熱凝固過(guò)程的高度局部性和瞬時(shí)性,將不可避免地產(chǎn)生應(yīng)力及變形,嚴(yán)重影響零件的尺寸精度及使用性能,甚至危及零件的使用安全�；诖�,本文采用數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)激光內(nèi)壁熔覆過(guò)程中溫度及應(yīng)力的變化展開研究,獲取不同內(nèi)壁尺寸、形狀及工藝條件下溫度、殘余應(yīng)力等關(guān)鍵參量的變化規(guī)律,為內(nèi)壁熔覆工藝提供理論依據(jù)。本文以ABAQUS軟件為計(jì)算平臺(tái),根據(jù)激光內(nèi)壁熔覆的特點(diǎn),編寫FORTRAN熱源子程序建立移動(dòng)熱源模型,利用“單元逐步激活”法,對(duì)激光內(nèi)壁單道、單層多道、多層多道熔覆進(jìn)行了數(shù)值模擬。采用單一控制變量法,對(duì)特定路徑下不同工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸激光內(nèi)壁熔覆溫度場(chǎng)特征和應(yīng)力演變過(guò)程進(jìn)行了探究。并通過(guò)熱電偶測(cè)溫的方法、熔覆層深度及稀釋率比對(duì)方法驗(yàn)證了數(shù)值模擬溫度場(chǎng)的準(zhǔn)確性,利用X射線衍射側(cè)傾固定Ψ法測(cè)量激光內(nèi)壁熔覆殘余應(yīng)力,驗(yàn)證數(shù)值模擬應(yīng)力場(chǎng)的準(zhǔn)確性。最后,采用光學(xué)顯微鏡（OM）、維氏硬度計(jì)分析了不同工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)熔覆層宏觀形貌、微觀組織及性能的影響。本文的主要研究結(jié)論如下:（1）溫... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

氣相沉積工作原理[21]

技術(shù)路線圖

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文16（4）忽略熔覆層、基體材料的汽化作用；（5）激光光斑為高斯體熱源。2.5.1幾何網(wǎng)格劃分及力學(xué)邊界條件以注塑機(jī)料筒實(shí)際材料為例建立內(nèi)壁基本有限元模型，其材料為40Cr，并假設(shè)材料為理想彈塑性材料。直徑為100mm，壁厚為10mm，長(zhǎng)度為200mm。本文中所建立的模型與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵恢拢Ｐ桶ɑ�，熔覆層。在網(wǎng)格劃分過(guò)程中，網(wǎng)格的疏密直接影響模擬的準(zhǔn)確性和計(jì)算的效率，單元尺寸越小，網(wǎng)格越細(xì)致，計(jì)算精度越高，需要的時(shí)間也越長(zhǎng)，但是當(dāng)單元數(shù)目超過(guò)一定值時(shí)，計(jì)算精度不會(huì)再提高，反而大大增加了求解的時(shí)間。因此，為了保持較高的精度及減少求解時(shí)間，對(duì)熔覆層區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，在遠(yuǎn)離熱影響區(qū)采用較稀疏的網(wǎng)格。統(tǒng)一劃分為六面體網(wǎng)格。內(nèi)壁熔覆模型的網(wǎng)格劃分，如圖2-1所示。圖2-1模型網(wǎng)格劃分示意圖Figure2-1.Schematicdiagramofmodelmeshing圖2-2力學(xué)邊界條件Figure2-2.Mechanicalboundarycondition有限元應(yīng)力仿真的過(guò)程中，需要對(duì)模型施加力學(xué)邊界條件，其主要目的是為了約束模型的自由度。而約束自由度的目的是為了防止熔覆過(guò)程中基體出現(xiàn)剛性

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工藝路徑對(duì)多層多道激光熔覆殘余應(yīng)力的影響[J]. 傅衛(wèi),方洪淵,白新波,陳國(guó)喜.  焊接學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]單道次激光熔覆304不銹鋼數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 郭衛(wèi),張亞普,柴蓉霞.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(09)
[3]熱處理工藝對(duì)316L不銹鋼粉末激光選區(qū)熔化成形的殘余應(yīng)力及組織的影響[J]. 邊培瑩.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]激光熔覆技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 姜波,李金朋.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2018(32)
[5]激光熔覆鐵基合金的單層多道搭接工藝研究[J]. 張若賓,張瑞乾.  熱加工工藝. 2018(22)
[6]內(nèi)孔熱噴涂技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王海斗,何鵬飛,陳書贏,馬國(guó)政,劉明,王海軍,徐濱士.  中國(guó)表面工程. 2018(05)
[7]基于熱力耦合的激光熔覆數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 任仲賀,武美萍,唐又紅,韓基泰,龔玉玲.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(05)
[8]大型厚壁筒體內(nèi)壁感應(yīng)加熱三維溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 趙朋成,韓碩.  青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(S1)
[9]淺析有限元軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J]. 李雨樂,王瑞.  中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(32)
[10]激光表面改性技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 陳小明,王海金,周夏涼,趙堅(jiān),伏利,劉偉.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(S1)

博士論文
[1]激光熔覆INCONEL 718合金涂層的成分偏聚與強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 張堯成.上海交通大學(xué) 2013
[2]多組元金屬粉末直接激光燒結(jié)過(guò)程數(shù)值模擬及燒結(jié)區(qū)域預(yù)測(cè)[D]. 沈顯峰.四川大學(xué) 2005

碩士論文
[1]金屬激光選區(qū)熔化增材制造數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 池敏.華東理工大學(xué) 2019
[2]激光熔覆Inconel 718合金數(shù)值模擬研究[D]. 咬登治.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]變壁厚零件激光熔覆中溫度/應(yīng)力場(chǎng)模擬及工藝研究[D]. 李強(qiáng).新疆大學(xué) 2018
[4]激光選區(qū)熔化成形鈦合金溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 彭剛勇.華中科技大學(xué) 2018
[5]內(nèi)孔感應(yīng)加熱器的設(shè)計(jì)及其對(duì)大型筒體加熱溫度場(chǎng)影響的數(shù)值研究[D]. 韓碩.青島科技大學(xué) 2018
[6]鑄造鋁合金激光熔覆修復(fù)工藝特性研究及應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 陳奧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[7]注塑機(jī)螺桿表面耐磨蝕涂層的制備及性能評(píng)價(jià)[D]. 何驊波.太原理工大學(xué) 2017
[8]環(huán)形件激光熔覆再制造研究[D]. 蘇猛.燕山大學(xué) 2016
[9]油管內(nèi)壁離子滲氮工藝及滲層性能研究[D]. 崔立超.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2016
[10]選區(qū)激光熔化TiNi形狀記憶合金熱—力耦合數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 何貝貝.南京航空航天大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3031518