電子束增材制造（Electron Beam Additive Manufacturing,EBAM）是近年來(lái)一種新興的先進(jìn)增材制造技術(shù),已得到廣泛關(guān)注并逐漸應(yīng)用于快速制造、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。在電子束增材制造過(guò)程中,粉末層局部經(jīng)歷了急速加熱和冷卻的過(guò)程,產(chǎn)生高溫度梯度,導(dǎo)致加工零件應(yīng)力與應(yīng)變的產(chǎn)生。殘余應(yīng)力與應(yīng)變嚴(yán)重影響材料的成型性,降低成形件的尺寸精度和性能,因此研究電子束增材制造成型過(guò)程中的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)對(duì)優(yōu)化加工工藝、提高成型件性能具有重要意義。本文利用大型有限元分析軟件ANSYS,以Ti-6Al-4V合金為研究對(duì)象,在研究塊狀材料溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出多孔立方網(wǎng)格材料的有限元模型,對(duì)其溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行深入研究。對(duì)塊狀材料溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行研究,重點(diǎn)分析不同工藝參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響及多層多道溫度場(chǎng)的分布規(guī)律。結(jié)果表明,不同的工藝參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)有著不同的影響,熔池溫度和冷卻速率隨著掃描功率的升高、電子束光斑直徑、掃描間距、掃描速度的減小而增大。熔池的寬度和深度隨著掃描功率的增加而增大,隨著掃描速度和掃描間距的增加而減小,隨著光斑直徑的增大,熔池寬度增大,深度減小。通過(guò)控制功率可以控制每... 

【文章來(lái)源】：煙臺(tái)大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 醫(yī)用多孔鈦及鈦合金的概況
    1.2 電子束增材制造(EBAM)
        1.2.1 電子束增材制造的加工原理
        1.2.2 電子束增材制造的優(yōu)勢(shì)
    1.3 ANSYS有限元分析
    1.4 電子束加工溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的研究目的及意義
    1.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 溫度場(chǎng)分析基本理論
        2.1.1 熱源模型
        2.1.2 初始條件及邊界條件
        2.1.3 相變潛熱的處理
        2.1.4 溫度場(chǎng)有限元算法
    2.2 應(yīng)力場(chǎng)分析基本理論
        2.2.1 基本假設(shè)
        2.2.2 本構(gòu)方程
        2.2.3 屈服準(zhǔn)則
        2.2.4 流動(dòng)準(zhǔn)則
        2.2.5 強(qiáng)化準(zhǔn)則
        2.2.6 應(yīng)力場(chǎng)有限元算法
3 電子束增材制造塊狀材料有限元分析
    3.1 有限元幾何模型的建立
    3.2 溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分析
        3.2.1 單層多道次掃描溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分析
        3.2.2 不同工藝參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響
        3.2.3 多層多道次掃描溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分析
    3.3 本章小結(jié)
4 電子束增材制造多孔立方網(wǎng)格材料有限元分析
    4.1 有限元幾何模型
    4.2 溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分析
        4.2.1 不同掃描路徑下單層網(wǎng)格材料的溫度場(chǎng)分析
        4.2.2 不同掃描路徑下多層網(wǎng)格材料的溫度場(chǎng)分析
    4.3 應(yīng)力場(chǎng)模擬結(jié)果分析
        4.3.1 不同掃描路徑下單層網(wǎng)格材料的應(yīng)力場(chǎng)分析
        4.3.2 不同掃描路徑下多層網(wǎng)格材料的應(yīng)力場(chǎng)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 ：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]選區(qū)激光熔化成形過(guò)程的應(yīng)力場(chǎng)模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姜毅.華中科技大學(xué) 2012
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本文編號(hào)：3470880