選區(qū)激光熔化成形316L不銹鋼流動(dòng)規(guī)律及組織、性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-30 02:46
選區(qū)激光熔化(selective laser melting,SLM)是增材制造中重要的成形方式之一,對(duì)于傳統(tǒng)成形方式無法直接加工、需求量小、個(gè)性化明顯的金屬零部件,選區(qū)激光熔化具有明顯的優(yōu)勢,目前已受到廣泛關(guān)注。但SLM成形過程非常復(fù)雜,涉及多個(gè)物理場耦合,因此最優(yōu)工藝參數(shù)難以確定。此外,對(duì)多物理場之間耦合機(jī)制缺乏準(zhǔn)確的理解,導(dǎo)致其成形過程難以穩(wěn)定控制,使成形質(zhì)量一致性差,影響了其潛能發(fā)揮。本文通過對(duì)不同工藝參數(shù)下單層多道次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析研究,利用有限元方法對(duì)微熔池內(nèi)流場與溫度場進(jìn)行模擬仿真,并對(duì)成形后試樣的微觀組織結(jié)構(gòu)及宏觀力學(xué)性能展開研究。主要研究結(jié)果如下:以316L不銹鋼粉末為研究對(duì)象,對(duì)不同工藝參數(shù)下單層多道次實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的熔道特征(熔道形貌、熔池幾何尺寸)進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)、分析。當(dāng)輸入能量密度小于70 J/mm3時(shí)易產(chǎn)生球化現(xiàn)象或不連續(xù)熔道;輸入能量密度過大則會(huì)出現(xiàn)匙孔現(xiàn)象;當(dāng)輸入能量密度在100 J/mm3左右時(shí),可得到連續(xù)穩(wěn)定的熔道。通過構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了熔池尺寸的預(yù)測,預(yù)測精度高于線性擬合方法的預(yù)測精度,利用此預(yù)測模型可以對(duì)實(shí)驗(yàn)工藝選擇起到指導(dǎo)意義,從而避免盲目...
【文章來源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:155 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1制造業(yè)發(fā)展模式變革示意圖??美國金屬學(xué)會(huì)早期對(duì)增材制造的定義是“與減材制造過程不同,增材制??
圖2-2增材制造技術(shù)分類??-4?-??
圖2-3選區(qū)激光熔化原理圖??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于激光的金屬增材制造技術(shù)評(píng)述與展望[J]. 陳忠旭,姚錫禹,郭亮,張慶茂. 機(jī)電工程技術(shù). 2017(01)
[2]掃描策略對(duì)金屬粉末選區(qū)激光熔化溫度場的影響[J]. 陳德寧,劉婷婷,廖文和,張長東,張凱. 中國激光. 2016(04)
[3]316L金屬粉末選擇性激光熔化瞬態(tài)溫度場的模擬[J]. 姜獻(xiàn)峰,宋榮偉,熊志越,袁喜根,王同鶴. 應(yīng)用激光. 2015(06)
[4]激光選區(qū)熔化Inconel 625合金開裂行為及抑制研究[J]. 張潔,李帥,魏青松,史玉升,王聯(lián)鳳,郭立杰. 稀有金屬. 2015(11)
[5]送粉式激光熔覆中瞬態(tài)溫度場與幾何形貌的三維數(shù)值模擬[J]. 劉昊,虞鋼,何秀麗,李少霞,鄭彩云,寧偉健,葛志福. 中國激光. 2013(12)
[6]選區(qū)激光熔化W-Cu復(fù)合體系熔池熔體運(yùn)動(dòng)行為的數(shù)值模擬[J]. 戴冬華,顧冬冬,李雅莉,張國全,賈清波,沈以赴. 中國激光. 2013(11)
[7]不銹鋼薄壁零件選區(qū)激光熔化制造及影響因素研究[J]. 楊永強(qiáng),羅子藝,蘇旭彬,王迪. 中國激光. 2011(01)
[8]金屬激光立體成形熱應(yīng)力場參數(shù)化有限元模型[J]. 馬良,黃衛(wèi)東,于君,王波,楊海歐. 中國激光. 2009(12)
[9]微量活性組元氧對(duì)焊接熔池Marangoni對(duì)流和熔池形貌影響的數(shù)值模擬[J]. 董文超,陸善平,李殿中,李依依. 金屬學(xué)報(bào). 2008(02)
[10]金屬粉末選區(qū)激光熔化成形過程溫度場模擬[J]. 姚化山,史玉升,章文獻(xiàn),劉錦輝,黃樹槐. 應(yīng)用激光. 2007(06)
博士論文
[1]鈦合金激光焊接及其熔池流動(dòng)場數(shù)值模擬[D]. 杜漢斌.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]基于SLM的金屬3D打印輕量化技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 周松.浙江大學(xué) 2017
本文編號(hào):3557324
【文章來源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:155 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1制造業(yè)發(fā)展模式變革示意圖??美國金屬學(xué)會(huì)早期對(duì)增材制造的定義是“與減材制造過程不同,增材制??
圖2-2增材制造技術(shù)分類??-4?-??
圖2-3選區(qū)激光熔化原理圖??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于激光的金屬增材制造技術(shù)評(píng)述與展望[J]. 陳忠旭,姚錫禹,郭亮,張慶茂. 機(jī)電工程技術(shù). 2017(01)
[2]掃描策略對(duì)金屬粉末選區(qū)激光熔化溫度場的影響[J]. 陳德寧,劉婷婷,廖文和,張長東,張凱. 中國激光. 2016(04)
[3]316L金屬粉末選擇性激光熔化瞬態(tài)溫度場的模擬[J]. 姜獻(xiàn)峰,宋榮偉,熊志越,袁喜根,王同鶴. 應(yīng)用激光. 2015(06)
[4]激光選區(qū)熔化Inconel 625合金開裂行為及抑制研究[J]. 張潔,李帥,魏青松,史玉升,王聯(lián)鳳,郭立杰. 稀有金屬. 2015(11)
[5]送粉式激光熔覆中瞬態(tài)溫度場與幾何形貌的三維數(shù)值模擬[J]. 劉昊,虞鋼,何秀麗,李少霞,鄭彩云,寧偉健,葛志福. 中國激光. 2013(12)
[6]選區(qū)激光熔化W-Cu復(fù)合體系熔池熔體運(yùn)動(dòng)行為的數(shù)值模擬[J]. 戴冬華,顧冬冬,李雅莉,張國全,賈清波,沈以赴. 中國激光. 2013(11)
[7]不銹鋼薄壁零件選區(qū)激光熔化制造及影響因素研究[J]. 楊永強(qiáng),羅子藝,蘇旭彬,王迪. 中國激光. 2011(01)
[8]金屬激光立體成形熱應(yīng)力場參數(shù)化有限元模型[J]. 馬良,黃衛(wèi)東,于君,王波,楊海歐. 中國激光. 2009(12)
[9]微量活性組元氧對(duì)焊接熔池Marangoni對(duì)流和熔池形貌影響的數(shù)值模擬[J]. 董文超,陸善平,李殿中,李依依. 金屬學(xué)報(bào). 2008(02)
[10]金屬粉末選區(qū)激光熔化成形過程溫度場模擬[J]. 姚化山,史玉升,章文獻(xiàn),劉錦輝,黃樹槐. 應(yīng)用激光. 2007(06)
博士論文
[1]鈦合金激光焊接及其熔池流動(dòng)場數(shù)值模擬[D]. 杜漢斌.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]基于SLM的金屬3D打印輕量化技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 周松.浙江大學(xué) 2017
本文編號(hào):3557324
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