選擇性激光熔化（Selective laser melting,SLM）是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,涉及到金屬的固-液轉(zhuǎn)換、熱傳導(dǎo)、熱輻射等過(guò)程其成型零部件的翹曲變形一直是影響零件成型精度,制約SLM技術(shù)發(fā)展的主要原因。薄壁零件由于升溫和散熱較快,溫度場(chǎng)分布非常不均勻,更容易發(fā)生翹曲變形。為保證SLM過(guò)程的正常進(jìn)行并提高薄壁零件的成型精度,必須有效控制其溫度場(chǎng)的分布。合理規(guī)劃薄壁零件的掃描成型路徑可以有效減小溫度場(chǎng)的溫度梯度和成型件的翹曲變形現(xiàn)象,因此,研究面向SLM的薄壁件多層掃描路徑并進(jìn)行優(yōu)化十分必要。本文基于ANSYS軟件中APDL語(yǔ)言對(duì)SLM加工過(guò)程中的簡(jiǎn)單薄壁零件進(jìn)行了溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和翹曲變形的瞬態(tài)有限元分析。探究了溫度梯度、內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形之間的聯(lián)系,從整個(gè)成型過(guò)程分析了影響零件成型精度的機(jī)理,并提出了針對(duì)薄壁零件的多層最優(yōu)掃描路徑。具體工作如下:首先,采用ANSYS有限元分析軟件建立了SLM過(guò)程中單層成型與多層成型試件的溫度場(chǎng)數(shù)值模型,分析得出在多層成型過(guò)程中,后成型的層對(duì)已成型的層有再加熱和應(yīng)力釋放的作用,并且隨著加工的進(jìn)行試件的熱積累作用逐漸變大,因此在加工過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)增加層間... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究目的
    1.2 課題背景及研究意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與問(wèn)題分析
    1.4 本文的主要工作與結(jié)構(gòu)
2 SLM過(guò)程的有限元分析基本理論
    2.1 引言
    2.2 SLM過(guò)程溫度場(chǎng)分析基本理論
    2.3 SLM過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)分析基本理論
    2.4 瞬態(tài)有限元分析熱源的選擇
    2.5 本章小結(jié)
3 SLM過(guò)程溫度場(chǎng)模擬及分析
    3.1 引言
    3.2 溫度場(chǎng)有限元模型的建立
    3.3 熱源加載與求解
    3.4 單層成型溫度場(chǎng)的模擬與結(jié)果分析
    3.5 多層成型溫度場(chǎng)的模擬與結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
4 SLM過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)模擬及分析
    4.1 引言
    4.2 應(yīng)力場(chǎng)有限元分析的特點(diǎn)及步驟
    4.3 單層成型應(yīng)力場(chǎng)的模擬與結(jié)果分析
    4.4 多層成型應(yīng)力場(chǎng)的模擬與結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 基于溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)分析的掃描路徑優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 掃描成型方式與有限元模型的建立
    5.3 不同掃描方式下的溫度場(chǎng)結(jié)果對(duì)比及分析
    5.4 不同掃描方式下的應(yīng)力場(chǎng)及翹曲變形結(jié)果對(duì)比及分析
    5.5 薄壁結(jié)構(gòu)多層掃描成型方式的選擇及優(yōu)化
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間所取得學(xué)術(shù)成果目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]選擇性激光熔化成型中零件成型角度對(duì)其機(jī)械性能的影響[J]. 姜獻(xiàn)峰,熊志越,王同鶴,張煥杰,王禹峰.  浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[2]選擇性激光熔化技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 楊佳,郭洪鋼,譚建波.  河北工業(yè)科技. 2017(04)
[3]選擇性激光熔化成型的二維輪廓填充算法[J]. 毛立坤,高峰,袁自鈞,陳向東,吳本科.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[4]選擇性激光熔化成形關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題的研究進(jìn)展[J]. 李瑞迪,魏青松,劉錦輝,史玉升,袁鐵錘.  航空制造技術(shù). 2012(05)
[5]金屬直薄壁件激光直接沉積過(guò)程的有限元模擬 Ⅰ．沉積過(guò)程中溫度場(chǎng)的模擬[J]. 石力開(kāi),高士友,席明哲,紀(jì)宏志,張永忠,杜寶亮.  金屬學(xué)報(bào). 2006(05)
[6]金屬直薄壁件激光直接沉積過(guò)程的有限元模擬 Ⅱ．沉積過(guò)程中熱應(yīng)力場(chǎng)的模擬[J]. 石力開(kāi),高士友,席明哲,紀(jì)宏志,張永忠,杜寶亮.  金屬學(xué)報(bào). 2006(05)

碩士論文
[1]選擇性激光熔化金屬零件翹曲變形的研究[D]. 祝彬彬.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[2]H13鋼的選擇性激光熔化制備及殘余應(yīng)力分析[D]. 鄭東來(lái).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]選擇性激光燒結(jié)數(shù)值模擬與加工仿真[D]. 劉建書(shū).華東交通大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3715489