基于數(shù)值仿真的鈦合金薄壁結構激光沉積成形修復研究.pdf

1、激光沉積成形技術是以粉末與激光同步的方式，通過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。其特色之處是能夠直接成形，普遍應用到航空、航天等高端制造領域。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，且制造的零件結構復雜，給傳統(tǒng)的制造手段帶來了挑戰(zhàn)。激光沉積成形技術可以快速制造鈦合金零件，并可修復受損的鈦合金零件，具有廣泛的應用前景。
　　激光沉積成形過程溫度呈現(xiàn)由中心向四周不均勻立

2、體分布，會產(chǎn)生巨大殘余應力，造成裂紋和變形等缺陷。因此，本文針對激光沉積過程中變形等缺陷問題，借助數(shù)值仿真的方法，分析沉積過程中的溫度應力分布規(guī)律，并揭示變形機理;以薄壁結構鈦合金零件為對象，進行激光沉積修復薄壁結構鈦合金零件性能調(diào)控研究。
　　針對激光沉積成形過程中溫度實時監(jiān)測困難的問題，采用ABAQUS有限元軟件，綜合考慮材料物理力學性能參數(shù)，建立單道激光沉積數(shù)值仿真模型。對單道激光沉積Ti-6Al-4V溫度、應力數(shù)值模擬，并

3、進行試驗驗證。
　　借助數(shù)值仿真模型，分析激光功率等工藝參數(shù)與激光沉積過程瞬態(tài)溫度和殘余應力的映射關系。綜合考慮稀釋率和殘余應力，獲得了鈦合金激光沉積的最佳工藝參數(shù)，為后續(xù)薄壁結構的激光沉積和修復提供了指導。
　　采用激光沉積成形技術修復鈦合金損傷薄壁結構零件。建立鈦合金薄壁結構激光沉積修復數(shù)值仿真模型，揭示應力變化規(guī)律和變形機理，為鈦合金薄壁結構激光沉積修復應力與變形調(diào)控提供理論指導。
　　針對典型鈦合金薄壁結構光沉