【摘要】：為降低激光沉積修復(fù)鈦合金基體的殘余應(yīng)力與變形,采用有限元參數(shù)化設(shè)計語言研究了不同激光掃描路徑對修復(fù)基體殘余應(yīng)力與變形的影響,模擬了不同掃描路徑下修復(fù)基體殘余應(yīng)力及不同修復(fù)層殘余應(yīng)力的分布情況,并對原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:不同掃描路徑下基體兩端殘余應(yīng)力值較大,修復(fù)層殘余應(yīng)力值兩端高,中間低,采用層間交錯掃描路徑時,各修復(fù)層殘余應(yīng)力值大小和波動幅度降低,修復(fù)件表面平整度值最小。采用壓痕法對不同掃描方式下修復(fù)件表面殘余應(yīng)力進(jìn)行了測定,得到了不同掃描路徑下基體變形曲線,并與模擬結(jié)果進(jìn)行了比較,兩者吻合較好,為提高激光修復(fù)質(zhì)量提供了參考依據(jù)。
[Abstract]:In order to reduce the residual stress and deformation of titanium alloy matrix repaired by laser deposition, the effects of different laser scanning paths on the residual stress and deformation of titanium alloy matrix were studied by using finite element parametric design language. The distribution of residual stress in matrix and repair layer under different scanning paths is simulated and the causes are analyzed. The results show that the residual stress value at both ends of the matrix is larger under different scanning paths, and the residual stress value for repair layer is higher at both ends and lower in the middle. When the interlaminar scanning path is used, the residual stress value and fluctuation range of each repair layer decrease. The surface flatness value of the repair piece is minimum. The residual stresses on the surface of the repaired parts under different scanning modes were measured by indentation method. The deformation curves of the matrix under different scanning paths were obtained and compared with the simulated results. The results show that the two methods are in good agreement with each other. It provides a reference for improving the quality of laser repair.
【作者單位】： 沈陽航空航天大學(xué)航空制造工藝數(shù)字化國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室;沈陽飛機(jī)設(shè)計研究所;北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51305280,51375316) 國防基礎(chǔ)科研(A3520133001) 航空基金(2013ZE54017)
【分類號】：TG665;TG146.23

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 張霜銀;林鑫;陳靜;黃衛(wèi)東;;熱處理對激光立體成形TC4殘余應(yīng)力的影響[J];稀有金屬材料與工程;2009年05期

2 來佑彬;劉偉軍;孔源;王福雨;趙宇輝;;激光快速成形TA15殘余應(yīng)力影響因素的研究[J];稀有金屬材料與工程;2013年07期

3 孔源;劉偉軍;王越超;卞宏友;趙宇輝;;鈦合金激光直接成形過程中熱力耦合場的數(shù)值模擬[J];機(jī)械工程學(xué)報;2011年24期

4 卞宏友;楊光;李英;欽蘭云;王維;尚純;;金屬激光沉積成形分組平行掃描路徑生成方法[J];機(jī)械工程學(xué)報;2013年11期

5 欽蘭云;王婷;楊光;王維;卞宏友;任宇航;;激光沉積修復(fù)BT20合金試驗(yàn)研究[J];紅外與激光工程;2014年02期

6 楊光;王向明;王維;欽蘭云;卞宏友;;激光熔覆制備TiC顆粒增強(qiáng)涂層的組織和性能[J];紅外與激光工程;2014年03期

7 ;Effect of Laser Power on the Cladding Temperature Field and the Heat Affected Zone[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2011年01期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張丹青;蔡啟舟;劉錦輝;杜明章;謝湛;;金屬粉末激光直接成形的溫度場和應(yīng)力場模擬研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2009年21期

2 鄭暉;韓志仁;陳江;王國棟;;采用激光熔覆方法校軸的試驗(yàn)研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年12期

3 來佑彬;劉偉軍;孔源;王福雨;趙宇輝;;激光快速成形TA15殘余應(yīng)力影響因素的研究[J];稀有金屬材料與工程;2013年07期

4 楊寧;楊帆;;激光功率對WO_3-V_2O_5-C鎳基熔覆層硬度的影響[J];表面技術(shù);2013年05期

5 劉杰慧;丁義超;李遠(yuǎn)輝;;原位合成顆粒增強(qiáng)鎳基材料的制備方法[J];成都工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2013年04期

6 來佑彬;劉偉軍;趙宇輝;王福雨;;TA15粉末激光成形基板應(yīng)力影響因素的試驗(yàn)研究[J];稀有金屬材料與工程;2014年07期

7 江吉彬;練國富;許明三;;激光熔覆技術(shù)研究現(xiàn)狀及趨勢[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué));2015年01期

8 胡吉成;楊廣楠;;AISI316激光熔覆成形過程數(shù)值模擬研究[J];長江大學(xué)學(xué)報(自科版);2015年13期

9 葉四友;劉建永;楊偉;;H13鋼表面激光熔覆H13合金涂層質(zhì)量研究[J];表面技術(shù);2015年08期

10 張德強(qiáng);張吉慶;郭忠娟;;45~#鋼表面激光熔覆自熔性鎳基碳化鎢粉末[J];表面技術(shù);2015年11期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李振南;雷玉成;任聞杰;;CLAM鋼激光焊T型接頭殘余應(yīng)力及硬度分析[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李瑞迪;金屬粉末選擇性激光熔化成形的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題研究[D];華中科技大學(xué);2010年

2 王志堅;裝備零件激光再制造成形零件幾何特征及成形精度控制研究[D];華南理工大學(xué);2011年

3 張丹青;鎢及鎢合金的選擇性激光熔化過程中微觀組織演化研究[D];華中科技大學(xué);2011年

4 辛宗生;木塑材料快速成形件性能及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

5 王建宏;Ti6Al4V選區(qū)激光熔化及其與Ti-C-Al體系燃燒合成焊接基礎(chǔ)研究[D];中北大學(xué);2012年

6 沈顯峰;多組元金屬粉末直接激光燒結(jié)過程數(shù)值模擬及燒結(jié)區(qū)域預(yù)測[D];四川大學(xué);2005年

7 馮小軍;快速模具模塑成形的數(shù)值分析及過程智能控制系統(tǒng)的研究[D];同濟(jì)大學(xué);2006年

8 章文獻(xiàn);選擇性激光熔化快速成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2008年

9 魯中良;不銹鋼粉末選擇性激光燒結(jié)/等靜壓復(fù)合成形技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2008年

10 吳圣川;復(fù)雜件等離子熔積成形過程有限元及無網(wǎng)格法模擬[D];華中科技大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馮旭東;低碳鋼表面激光熔覆鎳基涂層組織及耐蝕性研究[D];河南理工大學(xué);2011年

2 王鵬;無粘結(jié)劑條件下Al_2O_3粉體選擇性激光燒結(jié)工藝研究[D];鄭州大學(xué);2011年

3 蔡軍;基于FGH95鎳基高溫合金粉末的激光修復(fù)基礎(chǔ)工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

4 王興良;鈦合金激光沉積成形過程熱行為的研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2011年

5 熊文平;激光快速原型三維溫度場仿真及其熱應(yīng)變計算[D];湖南大學(xué);2004年

6 盧建剛;激光熔覆成形薄壁試件的工藝和顯微組織研究[D];湖南大學(xué);2004年

7 陳智君;激光綠色再制造絲材輸送系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D];浙江工業(yè)大學(xué);2006年

8 賀曉龍;激光直接制造Ni/TiC功能梯度材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及仿真[D];吉林大學(xué);2007年

9 曾小蘭;基于APDL的陶瓷熱障防腐涂層的優(yōu)化研究[D];大連理工大學(xué);2007年

10 李佳桂;金屬粉末選擇性激光熔化成形模擬及試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 雷貽文;孫榮祿;唐英;;鈦合金表面激光熔覆TiC/NiCrBSi涂層溫度場有限元模擬[J];材料科學(xué)與工藝;2011年06期

2 楊健,陳靜,楊海歐,林鑫,黃衛(wèi)東;激光快速成形過程中殘余應(yīng)力分布的實(shí)驗(yàn)研究[J];稀有金屬材料與工程;2004年12期

3 薛蕾;陳靜;張鳳英;張霜銀;黃衛(wèi)東;;飛機(jī)用鈦合金零件的激光快速修復(fù)[J];稀有金屬材料與工程;2006年11期

4 張鳳英;陳靜;譚華;呂曉衛(wèi);黃衛(wèi)東;;鈦合金激光快速成形過程中缺陷形成機(jī)理研究[J];稀有金屬材料與工程;2007年02期

5 張霜銀;林鑫;陳靜;黃衛(wèi)東;;熱處理對激光成形TC4合金組織及性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2007年07期

6 謝旭霞;張述泉;湯海波;李安;方艷麗;李鵬;王華明;;退火溫度對激光熔化沉積TA15鈦合金組織和性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2008年09期

7 張霜銀;林鑫;陳靜;黃衛(wèi)東;;熱處理對激光立體成形TC4殘余應(yīng)力的影響[J];稀有金屬材料與工程;2009年05期

8 張小紅;林鑫;陳靜;黃衛(wèi)東;;熱處理對激光立體成形TA15合金組織及力學(xué)性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年01期

9 張松;張春華;張寧;于莉麗;劉常升;Man H C;;6061鋁合金表面激光熔覆溫度場的模擬與驗(yàn)證[J];焊接學(xué)報;2007年10期

10 賀瑞軍;王華明;;激光熔化沉積Ti-6Al-2Zr-Mo-V鈦合金組織特征研究[J];航空材料學(xué)報;2009年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊健;激光快速成形金屬零件力學(xué)行為研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 P,Michaleris,張根元;減少大型焊件殘余應(yīng)力和變形[J];國外機(jī)車車輛工藝;2000年04期

2 陳懷寧,陳亮山,林泉洪;逆焊接加熱處理引入壓縮殘余應(yīng)力的數(shù)值分析[J];機(jī)械強(qiáng)度;2002年01期

3 高永毅,蘇志霄,焦群英,唐果;殘余應(yīng)力對構(gòu)件固有頻率影響的討論[J];機(jī)械強(qiáng)度;2002年02期

4 戴福隆,亞敏,謝惠民,呂堅;云紋干涉與鉆孔法測量殘余應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)方法與系統(tǒng)[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2003年03期

5 楊建,何鵬,周宣;陶瓷金屬接頭殘余應(yīng)力分析的后處理[J];焊接技術(shù);2003年02期

6 楊務(wù)滋,楊國慶,楊超,周立強(qiáng);焊接中殘余應(yīng)力的大小與分布及減少措施[J];上海有色金屬;2003年04期

7 趙學(xué)榮,朱援祥,孫秦明;水電站合攏焊縫殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬[J];制冷空調(diào)與電力機(jī)械;2003年04期

8 董浩存;一種測量金屬管中殘余應(yīng)力的簡易方法[J];物理測試;2003年03期

9 王立平,陳霽恒,孫從科;分段焊接對殘余應(yīng)力的影響[J];江蘇冶金;2004年03期

10 羅暑生;機(jī)械阻礙應(yīng)力對鑄造殘余應(yīng)力影響的研究[J];鑄造技術(shù);2005年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 潘勤學(xué);栗勇;徐春廣;肖定國;楊向臣;伍懿;;超聲法焊縫殘余應(yīng)力檢測技術(shù)研究[A];2011年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

2 任小平;劉怡;;一種無損測試焊接板件殘余應(yīng)力的方法[A];第九屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅲ卷[C];2000年

3 游敏;鄭小玲;;對接接頭橫向殘余應(yīng)力調(diào)控技術(shù)研究[A];湖北省暨武漢焊接學(xué)會成立二十五周年2005年焊接學(xué)術(shù)年會文集[C];2005年

4 鄭永男;左翼;周冬梅;范平;袁大慶;朱升云;;正電子湮沒方法研究材料中殘余應(yīng)力[A];第四屆全國反應(yīng)堆物理與核材料學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

5 王偉;;振動時效消除焊接件殘余應(yīng)力效果的驗(yàn)證[A];'2009全國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

6 常紅;侯鑫茜;;光彈貼片法檢測構(gòu)件殘余應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)研究[A];力學(xué)與工程應(yīng)用（第十三卷）[C];2010年

7 謝大吉;趙如發(fā);胡德貴;王增梅;顧守仁;馮升波;;磁測殘余應(yīng)力法在工程中應(yīng)用探試[A];第五屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第一卷）[C];1996年

8 張亦良;徐學(xué)東;肖述紅;;殘余應(yīng)力對儲罐泄漏的影響[A];第九屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅱ卷[C];2000年

9 覃明;陳瑞;馬素媛;賀笑春;李家寶;;殘余應(yīng)力靜載弛豫的研究[A];2002年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2002年中國材料研討會論文集[C];2002年

10 鄭渝;李志勇;;焊接結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的超聲檢測[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

相關(guān)重要報紙文章 前8條

1 實(shí)習(xí)記者 王恒;控制殘余應(yīng)力——尋找加工變形的解決之道[N];中國航空報;2014年

2 陶萍萍;中建鋼構(gòu)用新技術(shù)消除鋼板墻殘余應(yīng)力[N];現(xiàn)代物流報;2013年

3 ;殘余應(yīng)力與加工變形控制技術(shù)[N];中國航空報;2013年

4 ;抗疲勞制造工藝優(yōu)化方案[N];中國航空報;2013年

5 ;殘余應(yīng)力與變形控制整體解決方案在航空鋁合金鍛件中的應(yīng)用[N];中國航空報;2013年

6 藺軍 謝艷花;央視新樓鋼構(gòu)制作特點(diǎn)與加工工藝[N];建筑時報;2007年

7 肖英龍;日本功能性船板開發(fā)使用現(xiàn)狀[N];世界金屬導(dǎo)報;2006年

8 記者 匡華安 通訊員 李榮鋒 潘東曉;武鋼起草的兩項(xiàng)國標(biāo)通過審定[N];中國冶金報;2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉海濤;精密薄壁回轉(zhuǎn)體零件加工殘余應(yīng)力及變形的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 曹江;2A02高強(qiáng)度鋁合金熱加工殘余應(yīng)力研究及其數(shù)值模擬[D];西南石油大學(xué);2014年

3 朱麗娜;基于納米壓痕技術(shù)的涂層殘余應(yīng)力研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

4 陶波;熱壓玻璃透鏡里的殘余應(yīng)力研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 宋以國;多焊縫管板結(jié)構(gòu)焊接工藝與殘余應(yīng)力分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

6 江小輝;殘余應(yīng)力生成機(jī)理及復(fù)雜薄壁件加工精度控制方法研究[D];東華大學(xué);2014年

7 肖磊;基于深度—敏感壓痕技術(shù)的疲勞裂紋尖端殘余應(yīng)力研究[D];浙江大學(xué);2014年

8 王建花;復(fù)合材料身管殘余應(yīng)力研究[D];南京理工大學(xué);2007年

9 孫志國;MEMS封裝中的殘余應(yīng)力演化及其相關(guān)可靠性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2002年

10 唐志濤;航空鋁合金殘余應(yīng)力及切削加工變形研究[D];山東大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高飛;異種鋼焊接的殘余應(yīng)力研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 于雷;厚壁冷成型鋼殘余應(yīng)力理論分析及其影響研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2005年

3 陳永紅;高速列車鋁合金車體側(cè)墻殘余應(yīng)力與變形數(shù)值模擬[D];西南交通大學(xué);2012年

4 劉維;高頻焊管焊接接頭的斷裂行為和殘余應(yīng)力的研究[D];天津大學(xué);2007年

5 孫新楊;纖維與樹脂固化殘余應(yīng)力在線監(jiān)測方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

6 王彥龍;殘余應(yīng)力的超聲波檢測研究[D];西安科技大學(xué);2005年

7 孫敏科;焊接接頭殘余應(yīng)力釋放及控制研究[D];大連理工大學(xué);2011年

8 李娟;玻璃/鋁多層陽極鍵合接頭殘余應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值模擬研究[D];太原科技大學(xué);2013年

9 梁劍;電沉積鎳鍍層中的殘余應(yīng)力表征[D];湘潭大學(xué);2009年

10 王廣暉;智能型機(jī)械殘余應(yīng)力測試儀的研究與設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2000年

，

本文編號：2447949