激光熔化沉積作為一種典型的金屬增材制造技術(shù),憑借成形效率高、制件性能優(yōu)的優(yōu)勢(shì),成為直接成形鈦合金的重要手段。然而,受制于過(guò)程中強(qiáng)烈的熱應(yīng)力作用,成形所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和基底翹曲變形將嚴(yán)重影響零件的力學(xué)性能和尺寸精度。目前,分區(qū)掃描作為大型件成形新策略,可在一定程度上改善成形過(guò)程熱應(yīng)力作用,但是因相關(guān)研究的缺乏以及分區(qū)方式的復(fù)雜性,其對(duì)基底變形、殘余應(yīng)力及成形件性能的作用規(guī)律尚不十分明確。在實(shí)際工程應(yīng)用中研究者們無(wú)法確定合適的分區(qū)方式以減輕成形過(guò)程中強(qiáng)烈的熱作用,從而無(wú)法保證大尺寸零件成功成形。為此,本文針對(duì)分區(qū)掃描策略展開(kāi)系統(tǒng)研究,基于應(yīng)力變形控制提出了分區(qū)掃描策略?xún)?yōu)化方向,并對(duì)分區(qū)掃描成形件力學(xué)性能進(jìn)行分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）揭示了分區(qū)掃描策略對(duì)于基底翹曲變形及沉積層殘余應(yīng)力分布的作用規(guī)律。變形方面,與連續(xù)掃描相比,分區(qū)掃描可將成形件基底最大翹曲變形量減小71%,結(jié)合溫度場(chǎng)仿真模型,論證了翹曲變形程度與成形過(guò)程節(jié)點(diǎn)溫度梯度的一致性;應(yīng)力方面,分區(qū)掃描策略下沉積層表面殘余應(yīng)力呈現(xiàn)周期振蕩型分布規(guī)律,與連續(xù)掃描策略相比最大殘余應(yīng)力值減小50%。（2）首次研究并分析了分區(qū)尺寸及區(qū)域跳轉(zhuǎn)... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

激光熔化沉積技術(shù)原理及現(xiàn)場(chǎng)圖

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文試用標(biāo)準(zhǔn)。Areo Met公司長(zhǎng)期致力于航空用鈦合金激光增材制造技術(shù)研究，并成功完成了F多款飛機(jī)關(guān)鍵鈦合金結(jié)構(gòu)件的成形并實(shí)現(xiàn)其航空應(yīng)用[13]。目前該公司已與波音、諾克希德公司等飛機(jī)制造商合作并為其提供了大量飛機(jī)次承力鈦合金激光熔化沉積成形結(jié)構(gòu)件，經(jīng)綜合性能可媲美鍛件，疲勞強(qiáng)度也滿(mǎn)足飛機(jī)使用要求，圖 1.2(a)為該公司成形的航空用鈦整體框。NASA 也開(kāi)展了該技術(shù)在航天件上的應(yīng)用驗(yàn)證，圖 1.2(b)為其利用該技術(shù)成形的燃料噴射管道。除此之外，歐洲宇航防務(wù)公司、德國(guó)弗朗霍夫?qū)嶒?yàn)室、英國(guó)勞斯萊斯公司大利亞國(guó)家科學(xué)研究中心等都針對(duì)激光熔化沉積技術(shù)在鈦合金航空航天構(gòu)件制造方面開(kāi)展量研究。

國(guó)內(nèi)典型鈦合金成形件


本文編號(hào)：3220006