作為智能制造的核心技術(shù)之一,增材制造（AM）近年來(lái)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(diǎn)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(chǎng)耦合、多尺度等復(fù)雜物理冶金過(guò)程,采用實(shí)驗(yàn)手段難以全面揭示其工藝過(guò)程的相關(guān)機(jī)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(jī)制為主的溫度場(chǎng)理論和以熱彈塑性方法為主的應(yīng)力場(chǎng)理論基礎(chǔ)上,通過(guò)ABAQUS建立了 SLM多層多道有限元模型,通過(guò)理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)測(cè)量和Jmatpro模擬確定了 24CrNiMo粉末及實(shí)體的材料參數(shù),通過(guò)model change功能實(shí)現(xiàn)了成形層的順序激活過(guò)程,通過(guò)USDFLD子程序?qū)崿F(xiàn)了粉末向?qū)嶓w的轉(zhuǎn)化過(guò)程,通過(guò)DFLUX子程序?qū)崿F(xiàn)了熱源模型移動(dòng)加載過(guò)程。采用SLM設(shè)備進(jìn)行了 24CrNiMo合金鋼單道及塊體成形實(shí)驗(yàn),利用光學(xué)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(guò)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(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jìn)展
        1.4.1 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展
        1.4.2 國(guó)外研究進(jìn)展
    1.5 項(xiàng)目來(lái)源及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 項(xiàng)目來(lái)源
        1.5.2 研究?jī)?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(chǎng)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(chǎng)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(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料
    3.2 實(shí)驗(yàn)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(wèn)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(wú)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(jì)算設(shè)置
        5.1.1 溫度場(chǎng)有限元計(jì)算設(shè)置
        5.1.2 應(yīng)力場(chǎng)有限元計(jì)算方法及設(shè)置
    5.2 溫度/應(yīng)力場(chǎng)分布及變化規(guī)律
        5.2.1 溫度場(chǎng)分布及變化規(guī)律
        5.2.2 應(yīng)力場(chǎng)分布及變化規(guī)律
    5.3 激光功率對(duì)溫度/應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
        5.3.1 激光功率對(duì)溫度場(chǎng)影響規(guī)律
        5.3.2 激光功率對(duì)應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
    5.4 掃描速度對(duì)溫度/應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
        5.4.1 掃描速度對(duì)溫度場(chǎng)影響規(guī)律
        5.4.2 掃描速度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
    5.5 掃描間距對(duì)溫度/應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
        5.5.1 掃描間距對(duì)溫度場(chǎng)影響規(guī)律
        5.5.2 掃描間距對(duì)應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
    5.6 分區(qū)掃描對(duì)溫度/應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
    5.7 層間轉(zhuǎn)角對(duì)溫度/應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
    5.8 預(yù)熱溫度對(duì)溫度/應(yīng)力場(chǎng)影響規(guī)律
        5.8.1 預(yù)熱溫度對(duì)溫度場(chǎng)影響規(guī)律
        5.8.2 預(yù)熱溫度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)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(dòng)盤應(yīng)力變形分析
    6.1 高鐵制動(dòng)盤殘余應(yīng)力及變形
    6.2 工藝參數(shù)對(duì)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(duì)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(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：2968044