基于數(shù)值仿真的鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)激光沉積成形修復(fù)研究.pdf

1、激光沉積成形技術(shù)是以粉末與激光同步的方式，通過(guò)激光熔化金屬粉末并快速凝固逐層沉積，依據(jù)模型數(shù)據(jù)一步完成制造金屬零件的技術(shù)。其特色之處是能夠直接成形，普遍應(yīng)用到航空、航天等高端制造領(lǐng)域。鈦合金作為制造航空、航天零件常用的金屬材料，但其屬于難加工材料，且制造的零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給傳統(tǒng)的制造手段帶來(lái)了挑戰(zhàn)。激光沉積成形技術(shù)可以快速制造鈦合金零件，并可修復(fù)受損的鈦合金零件，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　激光沉積成形過(guò)程溫度呈現(xiàn)由中心向四周不均勻立

2、體分布，會(huì)產(chǎn)生巨大殘余應(yīng)力，造成裂紋和變形等缺陷。因此，本文針對(duì)激光沉積過(guò)程中變形等缺陷問(wèn)題，借助數(shù)值仿真的方法，分析沉積過(guò)程中的溫度應(yīng)力分布規(guī)律，并揭示變形機(jī)理;以薄壁結(jié)構(gòu)鈦合金零件為對(duì)象，進(jìn)行激光沉積修復(fù)薄壁結(jié)構(gòu)鈦合金零件性能調(diào)控研究。
　　針對(duì)激光沉積成形過(guò)程中溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題，采用ABAQUS有限元軟件，綜合考慮材料物理力學(xué)性能參數(shù)，建立單道激光沉積數(shù)值仿真模型。對(duì)單道激光沉積Ti-6Al-4V溫度、應(yīng)力數(shù)值模擬，并

3、進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　借助數(shù)值仿真模型，分析激光功率等工藝參數(shù)與激光沉積過(guò)程瞬態(tài)溫度和殘余應(yīng)力的映射關(guān)系。綜合考慮稀釋率和殘余應(yīng)力，獲得了鈦合金激光沉積的最佳工藝參數(shù)，為后續(xù)薄壁結(jié)構(gòu)的激光沉積和修復(fù)提供了指導(dǎo)。
　　采用激光沉積成形技術(shù)修復(fù)鈦合金損傷薄壁結(jié)構(gòu)零件。建立鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)激光沉積修復(fù)數(shù)值仿真模型，揭示應(yīng)力變化規(guī)律和變形機(jī)理，為鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)激光沉積修復(fù)應(yīng)力與變形調(diào)控提供理論指導(dǎo)。
　　針對(duì)典型鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)光沉