三元葉片的傳統(tǒng)制造方法往往存在加工難度大,材料去除率高,加工周期長等問題,而且在葉片的扭轉(zhuǎn)角度過大,流道過窄的情況下,極易發(fā)生干涉,制造過程面臨很大的難度和挑戰(zhàn),甚至無法加工。激光直接制造技術(shù)作為一種新型的增材制造技術(shù),可以將復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)簡化為二維平面問題,實(shí)現(xiàn)各種高性能、復(fù)雜零件的快速、無模具、高致密近凈成形,能夠縮短加工周期,提高材料利用率,因此,其在三元葉片的研制、制造及修復(fù)過程中,有著巨大優(yōu)勢及良好的發(fā)展前景。三元葉片懸垂角度大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和激光直接制造過程中采用的平面分層方式,易引起“階梯效應(yīng)”和干涉碰撞,而且三元葉片表面高度和各處懸垂角度的不一致性引起的掃描軌跡、能量輸入、熔池冷卻速度的差異,將會導(dǎo)致成形出的葉片各個位置存在不一致的微觀組織及機(jī)械性能,增加了激光直接制造過程控制的難度,而關(guān)于其研究卻鮮有報(bào)道。本文基于三元葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從激光直接制造工藝參數(shù)對于熔覆層幾何特征的影響規(guī)律出發(fā),針對三元葉片中包含的特征結(jié)構(gòu),即垂直薄壁結(jié)構(gòu)、斜坡薄壁結(jié)構(gòu)、懸垂薄壁結(jié)構(gòu),分析特征結(jié)構(gòu)成形的影響因素,結(jié)合激光與材料相互作用的原理等分析激光直接制造過程對特征結(jié)構(gòu)的宏微觀特征的影響,...

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)工作研究進(jìn)展
        1.2.1 金屬構(gòu)件激光直接制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 熔覆層幾何特征的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 成形結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題
    1.4 本文的研究意義與研究內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究目標(biāo)及研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
2 激光直接制造工藝參數(shù)對熔覆層幾何特征的影響
    2.1 熔覆層的幾何特征預(yù)測模型建立
        2.1.1 粉末流對于激光能量的遮擋作用
        2.1.2 熔覆層幾何特征預(yù)測模型的建立
    2.2 熔覆層幾何特征預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)樣品的處理及檢測
        2.2.3 熔覆層寬度的預(yù)測結(jié)果
        2.2.4 熔覆層深度的預(yù)測結(jié)果
        2.2.5 熔覆層高度的預(yù)測結(jié)果
    2.3 質(zhì)能量和線質(zhì)量對熔覆層幾何特征的影響
        2.3.1 熔覆層的高度
        2.3.2 熔覆層的寬度
        2.3.3 熔覆層的深度
        2.3.4 熔覆層的深高比和寬高比
        2.3.5 熔覆層的稀釋率
    2.4 本章小結(jié)
3 激光直接制造工藝參數(shù)對垂直薄壁結(jié)構(gòu)組織及性能的影響
    3.1 質(zhì)能量和線質(zhì)量對于垂直薄壁結(jié)構(gòu)組織及性能的影響
        3.1.1 沉積層的幾何特征
        3.1.2 微觀組織特征
        3.1.3 硬度分布
        3.1.4 拉伸性能分析
    3.2 激光能量輸入對于垂直薄壁結(jié)構(gòu)組織及性能的影響
        3.2.1 微觀組織特征
        3.2.2 硬度分布
        3.2.3 殘余應(yīng)力分布
        3.2.4 拉伸性能分析
    3.3 本章小結(jié)
4 激光直接制造斜坡薄壁結(jié)構(gòu)的成形方法及組織性能分析
    4.1 離焦量對單層熔覆層高度的影響
    4.2 Z軸單層行程對薄壁件沉積成形的影響
    4.3 斜坡薄壁結(jié)構(gòu)的3D分層激光直接制造成形
    4.4 成形方式對斜坡薄壁結(jié)構(gòu)組織及性能的影響
        4.4.1 微觀組織特征
        4.4.3 硬度分布
        4.4.4 拉伸性能分析
    4.5 本章小結(jié)
5 激光直接制造懸垂薄壁結(jié)構(gòu)的成形精度分析
    5.1 掃描方式對懸垂薄壁結(jié)構(gòu)幾何特征的影響
    5.2 設(shè)計(jì)角度對懸垂薄壁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)角度的影響
    5.3 Z軸單層行程對懸垂薄壁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)角度的影響
    5.4 不同工藝參數(shù)條件的Z軸單層行程
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡介



本文編號：3870176