激光內(nèi)壁熔覆技術為制備內(nèi)壁強化涂層提供了一種綠色、高效、優(yōu)良的解決方法。然而,在實際的熔覆過程中,由于材料的受熱凝固過程的高度局部性和瞬時性,將不可避免地產(chǎn)生應力及變形,嚴重影響零件的尺寸精度及使用性能,甚至危及零件的使用安全�；诖�,本文采用數(shù)值計算與實驗相結合的方法,對激光內(nèi)壁熔覆過程中溫度及應力的變化展開研究,獲取不同內(nèi)壁尺寸、形狀及工藝條件下溫度、殘余應力等關鍵參量的變化規(guī)律,為內(nèi)壁熔覆工藝提供理論依據(jù)。本文以ABAQUS軟件為計算平臺,根據(jù)激光內(nèi)壁熔覆的特點,編寫FORTRAN熱源子程序建立移動熱源模型,利用“單元逐步激活”法,對激光內(nèi)壁單道、單層多道、多層多道熔覆進行了數(shù)值模擬。采用單一控制變量法,對特定路徑下不同工藝參數(shù)及結構尺寸激光內(nèi)壁熔覆溫度場特征和應力演變過程進行了探究。并通過熱電偶測溫的方法、熔覆層深度及稀釋率比對方法驗證了數(shù)值模擬溫度場的準確性,利用X射線衍射側傾固定Ψ法測量激光內(nèi)壁熔覆殘余應力,驗證數(shù)值模擬應力場的準確性。最后,采用光學顯微鏡（OM）、維氏硬度計分析了不同工藝參數(shù)及結構尺寸對熔覆層宏觀形貌、微觀組織及性能的影響。本文的主要研究結論如下:（1）溫... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氣相沉積工作原理[21]

技術路線圖

浙江工業(yè)大學碩士學位論文16（4）忽略熔覆層、基體材料的汽化作用；（5）激光光斑為高斯體熱源。2.5.1幾何網(wǎng)格劃分及力學邊界條件以注塑機料筒實際材料為例建立內(nèi)壁基本有限元模型，其材料為40Cr，并假設材料為理想彈塑性材料。直徑為100mm，壁厚為10mm，長度為200mm。本文中所建立的模型與實驗模型一致，模型包括基板，熔覆層。在網(wǎng)格劃分過程中，網(wǎng)格的疏密直接影響模擬的準確性和計算的效率，單元尺寸越小，網(wǎng)格越細致，計算精度越高，需要的時間也越長，但是當單元數(shù)目超過一定值時，計算精度不會再提高，反而大大增加了求解的時間。因此，為了保持較高的精度及減少求解時間，對熔覆層區(qū)域進行網(wǎng)格細化，在遠離熱影響區(qū)采用較稀疏的網(wǎng)格。統(tǒng)一劃分為六面體網(wǎng)格。內(nèi)壁熔覆模型的網(wǎng)格劃分，如圖2-1所示。圖2-1模型網(wǎng)格劃分示意圖Figure2-1.Schematicdiagramofmodelmeshing圖2-2力學邊界條件Figure2-2.Mechanicalboundarycondition有限元應力仿真的過程中，需要對模型施加力學邊界條件，其主要目的是為了約束模型的自由度。而約束自由度的目的是為了防止熔覆過程中基體出現(xiàn)剛性

【參考文獻】：
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本文編號：3031518