發(fā)布時(shí)間：2021-04-29 11:41

　　電弧增材制造（Wire Arc Additive Manufecturing,WAAM）技術(shù)是以電弧作為熱源,采用堆焊的方式打印金屬零件的新型技術(shù)。其特點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)低、工作效率高以及增材尺寸范圍大。數(shù)值模擬研究方法以有限元理論為原理,利用軟件模擬實(shí)際工況,其特點(diǎn)是減少實(shí)驗(yàn)成本和周期。ER2209雙相不銹鋼具有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用在建筑、海洋和化工領(lǐng)域。本文以ANSYS軟件為模擬軟件,ER2209雙相不銹鋼為研究材料,模擬WAAM過(guò)程中熱力場(chǎng)（溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)）分布,對(duì)增材零件形狀和性能進(jìn)行分析。采用ANSYS軟件對(duì)WAAM過(guò)程中熱力場(chǎng)進(jìn)行模擬,分別采用多通道溫度測(cè)量系統(tǒng)和X射線應(yīng)力儀對(duì)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。利用模擬結(jié)果指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),采用WAAM系統(tǒng)打印形狀良好的成型件。采用金相顯微鏡（OM）、X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、萬(wàn)能拉伸儀、維氏硬度計(jì)、納米壓痕測(cè)量?jī)x和電化學(xué)工作站對(duì)零件組織和性能進(jìn)行分析。利用正交實(shí)驗(yàn)確定一組工藝參數(shù),可以使電弧穩(wěn)定存在且試件表面平整。其中,增材電壓為23V,焊接速度為200mm/min,送絲速度為11m/min。利用準(zhǔn)確... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題的背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外電弧增材制造技術(shù)發(fā)展
        1.2.1 電弧增材制造技術(shù)簡(jiǎn)介
        1.2.2 國(guó)外電弧增材制造技術(shù)發(fā)展
        1.2.3 國(guó)內(nèi)電弧增材制造技術(shù)發(fā)展
    1.3 電弧增材制造的材料
    1.4 數(shù)值模擬方法在熱力場(chǎng)模擬過(guò)程中的應(yīng)用
        1.4.1 溫度場(chǎng)模擬的發(fā)展
        1.4.2 應(yīng)力場(chǎng)模擬發(fā)展
        1.4.3 熱力場(chǎng)對(duì)零件組織和性能影響
    1.5 本文的研究目的和內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料和方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)樣品制備
        2.2.2 金相試樣制備和組織觀察
        2.2.3 XRD分析
        2.2.4 SEM形貌和EDS能譜分析
        2.2.5 拉伸性能分析
        2.2.6 硬度測(cè)試
        2.2.7 腐蝕性能測(cè)試
    2.3 計(jì)算方法
        2.3.1 性質(zhì)圖計(jì)算
        2.3.2 數(shù)值模擬
第3章 雙相不銹鋼電弧增材制造熱力場(chǎng)模擬與演變
    3.1 引言
    3.2 電弧增材制造熱力場(chǎng)數(shù)值模擬
        3.2.1 基本假設(shè)
        3.2.2 單元選擇
        3.2.3 物理性能參數(shù)確定
        3.2.4 幾何模型建立
        3.2.5 模型網(wǎng)格劃分
        3.2.6 模型單元?dú)⑺?br>        3.2.7 初始條件和邊界條件處理
        3.2.8 熱原模型
        3.2.9 施加載荷及求解
    3.3 電弧增材制造熱力場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    3.4 模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證
        3.4.1 溫度場(chǎng)驗(yàn)證
        3.4.2 應(yīng)力場(chǎng)驗(yàn)證
    3.5 電弧增材制造溫度場(chǎng)演變
        3.5.1 電弧增材制造溫度場(chǎng)演變?cè)茍D
        3.5.2 電弧增材制造時(shí)不同位置溫度循環(huán)曲線
    3.6 電弧增材制造應(yīng)力場(chǎng)演變分析
        3.6.1 電弧增材制造應(yīng)力場(chǎng)演變?cè)茍D
        3.6.2 電弧增材制造過(guò)程不同位置應(yīng)力循環(huán)曲線
    3.7 本章小結(jié)
第4章 雙相不銹鋼電弧增材制造成型控制分析
    4.1 引言
    4.2 工藝參數(shù)對(duì)熱力場(chǎng)的影響
        4.2.1 增材電壓對(duì)熱力場(chǎng)影響
        4.2.2 焊接速度對(duì)熱力場(chǎng)影響
        4.2.3 層間冷卻時(shí)間對(duì)熱力場(chǎng)影響
        4.2.4 增材方向?qū)崃?chǎng)影響
        4.2.5 增材層數(shù)對(duì)熱力場(chǎng)影響
        4.2.6 冷卻方式對(duì)熱力場(chǎng)影響
    4.3 層高度增加量與冷卻后層間溫度的關(guān)系
        4.3.1 空冷狀態(tài)層高度增加量與冷卻后層間溫度的關(guān)系
        4.3.2 水冷狀態(tài)層高度增加量與冷卻后層間溫度的關(guān)系
    4.4 復(fù)雜零件熱力場(chǎng)模擬
        4.4.1 圓筒件熱力場(chǎng)模擬
        4.4.2 連接件模擬
    4.5 本章小結(jié)
第5章 雙相不銹鋼增材制造零件性能分析
    5.1 引言
    5.2 薄壁墻零件組織預(yù)測(cè)
    5.3 薄壁墻類零件顯微組織分析
        5.3.1 金相組織分析
        5.3.2 SEM形貌和EDS能譜分析
        5.3.3 XRD分析
    5.4 薄壁墻類零件性能分析
        5.4.1 拉伸性能分析
        5.4.2 拉伸斷口分析
        5.4.3 硬度分析
        5.4.4 腐蝕性能分析
    5.5 薄壁墻類零件固溶處理
        5.5.1 固溶處理工藝確定
        5.5.2 薄壁墻類零件顯微組織分析
        5.5.3 薄壁墻類零件硬度分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3167463