鈦合金薄壁件在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,用傳統(tǒng)的切削加工方法制造,切削量大,效率低,材料浪費(fèi)嚴(yán)重。激光選區(qū)熔化（SLM）能夠制造出傳統(tǒng)工藝不能生產(chǎn)的復(fù)雜薄壁件,但SLM成型精度和表面質(zhì)量通常達(dá)不到使用要求。論文針對(duì)SLM成型鈦合金薄壁件作為高質(zhì)量精加工毛坯,從SLM成型工藝對(duì)溫度場(chǎng)、殘余應(yīng)力場(chǎng)和變形的影響考慮最佳成型工藝參數(shù),并研究了SLM鈦合金薄壁件的切削加工技術(shù),為后續(xù)復(fù)雜薄壁件高質(zhì)量成型和精加工提供一定的理論指導(dǎo),具體工作內(nèi)容如下:（1）采用ANSYS APDL仿真鈦合金薄壁件SLM成型過(guò)程瞬態(tài)溫度場(chǎng),得到了激光功率、掃描速度和薄壁厚度對(duì)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律,分析了熔池大小,確定了合理的成型工藝參數(shù)范圍,為應(yīng)力場(chǎng)分析奠定了基礎(chǔ)。（2）在SLM瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布的基礎(chǔ)上,采用間接熱力耦合,對(duì)鈦合金薄壁件SLM成型殘余應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)進(jìn)行分析,得到了薄壁件最大殘余應(yīng)力場(chǎng)和變形分布,確定了最佳成型工藝參數(shù)。（3）根據(jù)仿真分析結(jié)果,主要設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn),考察不同激光功率與掃描速度,不同壁厚與掃描路徑方向?qū)LM成型薄壁件的表面形貌、微觀組織、殘余應(yīng)力和變形的影響。采用電解拋光法研究了不同深度的殘余應(yīng)力,... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 激光選區(qū)熔化技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 SLM成型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 SLM溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 SLM殘余應(yīng)力與變形研究現(xiàn)狀
    1.3 SLM成型件切削加工研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題來(lái)源
        1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 SLM鈦合金薄壁件溫度場(chǎng)分析
    2.1 SLM鈦合金薄壁件溫度場(chǎng)有限元分析理論
    2.2 SLM鈦合金薄壁件溫度場(chǎng)有限元建模方法
        2.2.1 模型的建立和網(wǎng)格劃分
        2.2.2 移動(dòng)熱源的加載
        2.2.3 熱物性參數(shù)和相變潛熱的處理
        2.2.4 溫度場(chǎng)分析計(jì)算方法
    2.3 SLM成型工藝參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響
        2.3.1 激光功率對(duì)溫度場(chǎng)的影響
        2.3.2 掃描速度對(duì)溫度場(chǎng)的影響
        2.3.3 薄壁厚度對(duì)溫度場(chǎng)的影響
        2.3.4 環(huán)形薄壁溫度場(chǎng)分析
    2.4 本章小結(jié)
3 SLM鈦合金薄壁件殘余應(yīng)力場(chǎng)與變形分析
    3.1 SLM鈦合金薄壁件殘余應(yīng)力場(chǎng)有限元分析理論
    3.2 SLM鈦合金薄壁件殘余應(yīng)力場(chǎng)分析
        3.2.1 激光功率對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響
        3.2.2 掃描速度對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響
        3.2.3 壁厚對(duì)殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響
    3.3 SLM鈦合金薄壁件變形分析
        3.3.1 激光功率對(duì)變形的影響
        3.3.2 掃描速度對(duì)變形的影響
        3.3.3 壁厚對(duì)變形的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 SLM鈦合金薄壁件成型試驗(yàn)
    4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
        4.1.1 試驗(yàn)設(shè)備與材料
        4.1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.1.3 變形和殘余應(yīng)力測(cè)量方法
    4.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.1 表面粗糙度和致密度分析
        4.2.2 薄壁件實(shí)際成型厚度
        4.2.3 不同激光功率與掃描速度的影響
        4.2.4 不同壁厚與掃描路徑方向的影響
        4.2.5 相同工藝參數(shù)下殘余應(yīng)力分析
    4.3 不同薄壁件的成型工藝研究
        4.3.1 傾斜角度和薄壁厚度的影響
        4.3.2 環(huán)形和薄壁厚度的影響
        4.3.3 試件成型長(zhǎng)度的影響
        4.3.4 SLM成型鈦合金葉片
        4.3.5 不同處理下的微觀組織影響
    4.4 本章小結(jié)
5 SLM鈦合金薄壁件切削加工技術(shù)研究
    5.1 SLM鈦合金薄壁件切削刀具與切削液的選擇
        5.1.1 刀具的選擇
        5.1.2 冷卻液的選擇
    5.2 SLM鈦合金薄壁件切削加工質(zhì)量研究
        5.2.1表面粗糙度單因素實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 表面粗糙度正交試驗(yàn)
        5.2.3 薄壁件加工后缺陷
    5.3 SLM鈦合金薄壁件切削加工變形與殘余應(yīng)力
        5.3.1 切削加工后變形
        5.3.2 切削加工后殘余應(yīng)力
    5.4 SLM鈦合金葉片切削加工
        5.4.1 葉片加工前處理
        5.4.2 葉片加工后殘余應(yīng)力
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光選區(qū)熔化熱輸入?yún)?shù)對(duì)Inconel 718合金溫度場(chǎng)的影響[J]. 張亮,吳文恒,盧林,倪曉晴,何貝貝,楊啟云,祝國(guó)梁,顧蕓仰.  材料工程. 2018(07)
[2]基于激光選區(qū)熔化的功能零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及制造關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 王迪,陳曉敏,楊永強(qiáng),肖澤鋒,王安民,張明康,王藝錳,葉光照,宋長(zhǎng)輝.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(17)
[3]基于固有應(yīng)變法的激光選區(qū)熔化成形變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J]. 倪辰旖,張長(zhǎng)東,劉婷婷,廖文和.  中國(guó)激光. 2018(07)
[4]航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工變形因素分析及控制[J]. 李碩.  中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2017(18)
[5]激光選區(qū)熔化工藝過(guò)程數(shù)值模擬的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J]. 陶攀,李懷學(xué),許慶彥,鞏水利.  鑄造. 2017(07)
[6]金屬3D打印技術(shù)及其專(zhuān)用粉末特征與應(yīng)用[J]. 程玉婉,關(guān)航健,李博,肖志瑜.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(S1)
[7]激光選區(qū)熔化成形TC4鈦合金熱處理后微觀組織和力學(xué)性能[J]. 肖振楠,劉婷婷,廖文和,張長(zhǎng)東,楊濤.  中國(guó)激光. 2017(09)
[8]激光選區(qū)熔化成形懸垂結(jié)構(gòu)熔池行為試驗(yàn)分析[J]. 劉婷婷,張長(zhǎng)東,廖文和,張凱,吳根麗.  中國(guó)激光. 2016(12)
[9]激光選區(qū)熔化成形TC4鈦合金表面粘粉及殘余應(yīng)力研究[J]. 梁曉康,陳濟(jì)輪,嚴(yán)振宇,侯誼飛,黃超,何京文.  電加工與模具. 2016(05)
[10]選擇性激光快速熔化TC4合金成形工藝及性能[J]. 李學(xué)偉,孫福久,劉錦輝,周長(zhǎng)海,田宏.  黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)

碩士論文
[1]鈦合金激光選區(qū)熔化技術(shù)有限元分析[D]. 陳德寧.南京理工大學(xué) 2016
[2]基于納米涂層刀具銑削鈦合金薄壁件的加工特性研究[D]. 孫源池.東北大學(xué) 2015
[3]選區(qū)激光熔化AlSi10Mg溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D]. 李雅莉.南京航空航天大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3156597