本文基于ANSYS有限元數(shù)值模擬與實驗研究相結(jié)合的思路,對選區(qū)激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）成形WC/Inconel 718復(fù)合材料過程中的熱行為、應(yīng)力行為進(jìn)行了定量化研究,并進(jìn)一步探討了它們對材料內(nèi)部顯微組織和力學(xué)性能的影響機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):SLM過程中存在明顯的熱積累效應(yīng),8 ms層間冷卻時間的設(shè)置能夠有效緩解該效應(yīng)。當(dāng)激光功率P從75 W增至150 W時,熔池內(nèi)最大溫度梯度從1.31×10⁴°C/mm增至2.57×10⁴°C/mm;溫度梯度對掃描速度v的變化表現(xiàn)不敏感。WC顆粒的添加可顯著影響復(fù)合材料內(nèi)部顯微組織生長行為。當(dāng)小尺寸顆粒（5.25μm）被作為復(fù)合材料增強(qiáng)相時,可以觀察到與顆粒邊界近乎垂直的細(xì)密樹枝晶組織的生成,顯著增加了顆粒與基體的接觸面積,并進(jìn)一步提高了兩者界面結(jié)合強(qiáng)度,此時摩擦系數(shù)曲線波動較為平緩,摩擦系數(shù)平均值較低（0.21）�；跓�-力耦合SLM成形過程應(yīng)力行為數(shù)值模擬,作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),殘余應(yīng)力主要在部件冷卻過程中形成,且以拉應(yīng)力為主。不同掃描速度下粉床表面殘余應(yīng)力分布規(guī)律與不同激... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 激光增材制造 （Laser Additive Manufacturing，LAM） 發(fā)展簡史
    1.2 鎳基高溫合金
        1.2.1 鎳基高溫合金發(fā)展簡史
        1.2.2 鎳基高溫合金Inconel 718
    1.3 金屬基復(fù)合材料
        1.3.1 金屬基復(fù)合材料的分類及特點
        1.3.2 顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料
    1.4 SLM過程熱行為/應(yīng)力行為研究現(xiàn)狀
    1.5 本課題主要研究內(nèi)容
第二章 SLM實驗方法及有限元數(shù)值模擬分析理論基礎(chǔ)
    2.1 粉體材料
    2.2 粉末調(diào)配
    2.3 選區(qū)激光熔化實驗
    2.4 樣品表征及分析
        2.4.1 冶金缺陷
        2.4.2 顯微組織
        2.4.3 摩擦性能
        2.4.4 顯微硬度
    2.5 SLM過程熱行為分析理論基礎(chǔ)
        2.5.1 SLM物理過程
        2.5.2 溫度控制方程
        2.5.3 初始條件及邊界條件
        2.5.4 激光熱源模型設(shè)計
        2.5.5 潛熱的處理
        2.5.6 材料熱學(xué)屬性
    2.6 SLM過程應(yīng)力行為分析理論基礎(chǔ)
        2.6.1 熱彈塑性理論基礎(chǔ)
        2.6.2 屈服準(zhǔn)則
        2.6.3 流動準(zhǔn)則
        2.6.4 強(qiáng)化準(zhǔn)則
        2.6.5 熱-力耦合分析理論
        2.6.6 材料力學(xué)屬性
第三章 Ni基復(fù)合材料激光增材制造過程熱行為及熔凝機(jī)制
    3.1 實驗/數(shù)值模擬過程
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 熱行為演變機(jī)制
        3.2.2 熔池特征及熔凝機(jī)制
        3.2.3 實驗驗證
    3.3 本章主要結(jié)論
第四章 Ni基復(fù)合材料激光增材制造顆粒/基體界面組織及摩擦性能調(diào)控機(jī)制
    4.1 實驗/數(shù)值模擬過程
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 顆粒/基體界面顯微組織演變機(jī)制
        4.2.2 顆粒/基體界面變形調(diào)控機(jī)制
        4.2.3 顆粒/基體界面裂紋調(diào)控機(jī)制
        4.2.4 顆粒/基體界面摩擦性能
    4.3 本章主要結(jié)論
第五章 Ni基復(fù)合材料激光增材制造過程應(yīng)力演變機(jī)制及控制方法
    5.1 實驗/數(shù)值模擬過程
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 SLM全過程應(yīng)力演變行為
        5.2.2 激光功率對殘余應(yīng)力的影響機(jī)制
        5.2.3 激光掃描速度對殘余應(yīng)力的影響機(jī)制
        5.2.4 實驗驗證
    5.3 本章主要結(jié)論
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2933756