激光熔化沉積作為一種典型的金屬增材制造技術(shù),憑借成形效率高、制件性能優(yōu)的優(yōu)勢,成為直接成形鈦合金的重要手段。然而,受制于過程中強烈的熱應(yīng)力作用,成形所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和基底翹曲變形將嚴重影響零件的力學性能和尺寸精度。目前,分區(qū)掃描作為大型件成形新策略,可在一定程度上改善成形過程熱應(yīng)力作用,但是因相關(guān)研究的缺乏以及分區(qū)方式的復雜性,其對基底變形、殘余應(yīng)力及成形件性能的作用規(guī)律尚不十分明確。在實際工程應(yīng)用中研究者們無法確定合適的分區(qū)方式以減輕成形過程中強烈的熱作用,從而無法保證大尺寸零件成功成形。為此,本文針對分區(qū)掃描策略展開系統(tǒng)研究,基于應(yīng)力變形控制提出了分區(qū)掃描策略優(yōu)化方向,并對分區(qū)掃描成形件力學性能進行分析。主要研究內(nèi)容如下:（1）揭示了分區(qū)掃描策略對于基底翹曲變形及沉積層殘余應(yīng)力分布的作用規(guī)律。變形方面,與連續(xù)掃描相比,分區(qū)掃描可將成形件基底最大翹曲變形量減小71%,結(jié)合溫度場仿真模型,論證了翹曲變形程度與成形過程節(jié)點溫度梯度的一致性;應(yīng)力方面,分區(qū)掃描策略下沉積層表面殘余應(yīng)力呈現(xiàn)周期振蕩型分布規(guī)律,與連續(xù)掃描策略相比最大殘余應(yīng)力值減小50%。（2）首次研究并分析了分區(qū)尺寸及區(qū)域跳轉(zhuǎn)... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光熔化沉積技術(shù)原理及現(xiàn)場圖

南京航空航天大學碩士學位論文試用標準。Areo Met公司長期致力于航空用鈦合金激光增材制造技術(shù)研究，并成功完成了F多款飛機關(guān)鍵鈦合金結(jié)構(gòu)件的成形并實現(xiàn)其航空應(yīng)用[13]。目前該公司已與波音、諾克希德公司等飛機制造商合作并為其提供了大量飛機次承力鈦合金激光熔化沉積成形結(jié)構(gòu)件，經(jīng)綜合性能可媲美鍛件，疲勞強度也滿足飛機使用要求，圖 1.2(a)為該公司成形的航空用鈦整體框。NASA 也開展了該技術(shù)在航天件上的應(yīng)用驗證，圖 1.2(b)為其利用該技術(shù)成形的燃料噴射管道。除此之外，歐洲宇航防務(wù)公司、德國弗朗霍夫?qū)嶒炇�、英國勞斯萊斯公司大利亞國家科學研究中心等都針對激光熔化沉積技術(shù)在鈦合金航空航天構(gòu)件制造方面開展量研究。

國內(nèi)典型鈦合金成形件


本文編號：3220006