選擇性激光熔化（Selective laser melting,SLM）是一個復雜的過程,涉及到金屬的固-液轉換、熱傳導、熱輻射等過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技術發(fā)展的主要原因。薄壁零件由于升溫和散熱較快,溫度場分布非常不均勻,更容易發(fā)生翹曲變形。為保證SLM過程的正常進行并提高薄壁零件的成型精度,必須有效控制其溫度場的分布。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的溫度梯度和成型件的翹曲變形現象,因此,研究面向SLM的薄壁件多層掃描路徑并進行優(yōu)化十分必要。本文基于ANSYS軟件中APDL語言對SLM加工過程中的簡單薄壁零件進行了溫度場、應力場和翹曲變形的瞬態(tài)有限元分析。探究了溫度梯度、內應力和翹曲變形之間的聯系,從整個成型過程分析了影響零件成型精度的機理,并提出了針對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過程中單層成型與多層成型試件的溫度場數值模型,分析得出在多層成型過程中,后成型的層對已成型的層有再加熱和應力釋放的作用,并且隨著加工的進行試件的熱積累作用逐漸變大,因此在加工過程中應適當增加層間... 

【文章頁數】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來源及研究目的
    1.2 課題背景及研究意義
    1.3 國內外研究現狀與問題分析
    1.4 本文的主要工作與結構
2 SLM過程的有限元分析基本理論
    2.1 引言
    2.2 SLM過程溫度場分析基本理論
    2.3 SLM過程應力場分析基本理論
    2.4 瞬態(tài)有限元分析熱源的選擇
    2.5 本章小結
3 SLM過程溫度場模擬及分析
    3.1 引言
    3.2 溫度場有限元模型的建立
    3.3 熱源加載與求解
    3.4 單層成型溫度場的模擬與結果分析
    3.5 多層成型溫度場的模擬與結果分析
    3.6 本章小結
4 SLM過程應力場模擬及分析
    4.1 引言
    4.2 應力場有限元分析的特點及步驟
    4.3 單層成型應力場的模擬與結果分析
    4.4 多層成型應力場的模擬與結果分析
    4.5 本章小結
5 基于溫度場及應力場分析的掃描路徑優(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結果對比及分析
    5.4 不同掃描方式下的應力場及翹曲變形結果對比及分析
    5.5 薄壁結構多層掃描成型方式的選擇及優(yōu)化
    5.6 本章小結
6 總結與展望
    6.1 主要結論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間所取得學術成果目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]選擇性激光熔化成型中零件成型角度對其機械性能的影響[J]. 姜獻峰,熊志越,王同鶴,張煥杰,王禹峰.  浙江工業(yè)大學學報. 2017(05)
[2]選擇性激光熔化技術研究現狀及發(fā)展趨勢[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)大學學報(自然科學版). 2017(03)
[4]選擇性激光熔化成形關鍵基礎問題的研究進展[J]. 李瑞迪,魏青松,劉錦輝,史玉升,袁鐵錘.  航空制造技術. 2012(05)
[5]金屬直薄壁件激光直接沉積過程的有限元模擬 Ⅰ．沉積過程中溫度場的模擬[J]. 石力開,高士友,席明哲,紀宏志,張永忠,杜寶亮.  金屬學報. 2006(05)
[6]金屬直薄壁件激光直接沉積過程的有限元模擬 Ⅱ．沉積過程中熱應力場的模擬[J]. 石力開,高士友,席明哲,紀宏志,張永忠,杜寶亮.  金屬學報. 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 2017
[2]H13鋼的選擇性激光熔化制備及殘余應力分析[D]. 鄭東來.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]選擇性激光燒結數值模擬與加工仿真[D]. 劉建書.華東交通大學 2011



本文編號：3715489