選區(qū)激光熔化技術(shù)（SLM）作為最重要的金屬增材制造技術(shù)之一,由于能夠快速將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的三維數(shù)據(jù)模型直接制造成實體零部件,目前已經(jīng)得到廣泛關(guān)注和大量研究。AlSi10Mg具有密度低、比強度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)異以及良好的鑄造性能和焊接性能等一系列優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。但是AlSi10Mg在SLM成形過程中,材料的快速熔化和凝固容易造成熔池不穩(wěn)定,從而致使零件產(chǎn)生孔隙、裂紋、翹曲變形等缺陷。針對以上問題,本文利用模擬的方法對SLM成形過程中熔池的溫度場和應(yīng)力場進行模擬,通過優(yōu)化工藝消除缺陷,并進行實驗驗證。具體工作如下:利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言（APDL）建立SLM成形AlSi10Mg的有限元模型,模型為三層五道,充分考慮了材料熱物性參數(shù)隨溫度的變化、相變潛熱、材料屬性轉(zhuǎn)化、鋪粉時間、對流和輻射等情況。基于SLM成形AlSi10Mg的有限元模型,研究不同曝光時間（ET）和點間距（PD）對SLM成形AlSi10Mg熱行為的影響。研究發(fā)現(xiàn):隨著ET的增加和PD的降低,熔池的最高溫度、液相時間和熔池尺寸增加,冷卻速度降低,PD對液相時間和冷卻速度的影響更為顯著。基于溫度場的計算... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 選區(qū)激光熔化（SLM）增材制造技術(shù)
        1.1.1 增材制造技術(shù)應(yīng)用
        1.1.2 SLM技術(shù)原理
        1.1.3 SLM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 鋁合金SLM成形研究現(xiàn)狀
    1.3 SLM過程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 選題背景及意義
    1.5 本課題主要研究內(nèi)容及技術(shù)方案
2.SLM過程有限元分析
    2.1 SLM成形AlSi10Mg有限元模型建立
        2.1.1 溫度場模擬的基本理論
        2.1.2 應(yīng)力場模擬的基本理論
        2.1.3 SLM成形有限元模型建立
    2.2 有限元模擬的關(guān)鍵技術(shù)
        2.2.1 材料熱物性參數(shù)
        2.2.2 相變潛熱的處理
        2.2.3 生死單元技術(shù)
        2.2.4 高斯熱源的加載
        2.2.5 材料屬性的轉(zhuǎn)換
    2.3 本章小結(jié)
3.SLM成形溫度場模擬結(jié)果與分析
    3.1 溫度場分布特征
    3.2 曝光時間和點間距對SLM熱行為的影響
    3.3 曝光時間和點間距對熔池尺寸的影響
    3.4 本章小結(jié)
4.SLM成形應(yīng)力場模擬結(jié)果與分析
    4.1 模型設(shè)置
    4.2 應(yīng)力場分布特征
    4.3 熱應(yīng)力演變規(guī)律
    4.4 曝光時間和點間距對殘余應(yīng)力的影響
    4.5 本章小結(jié)
5.SLM成形Al Si10Mg實驗研究
    5.1 實驗設(shè)置
        5.1.1 粉末與裝備
        5.1.2 工藝設(shè)置
        5.1.3 實驗檢測與表征
    5.2 表面形貌與粗糙度
    5.3 熔池尺寸驗證
    5.4 熔池形貌與缺陷
    5.5 致密度與顯微硬度
    5.6 本章小結(jié)
6.結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新
    6.3 展望
參考文獻
攻讀碩士期間所取得的成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2924304