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复杂薄壁零件激光快速成形过程的热力耦合场数值模拟
引用本文:王福雨,刘伟军,赵宇辉,孔源,来佑彬. 复杂薄壁零件激光快速成形过程的热力耦合场数值模拟[J]. 机械工程学报, 2013, 49(5): 191-198
作者姓名:王福雨  刘伟军  赵宇辉  孔源  来佑彬
作者单位:1. 中国科学院沈阳自动化研究所 沈阳110016;中国科学院大学 北京100049
2. 中国科学院沈阳自动化研究所 沈阳110016
摘    要:研究直接激光成形过程中叶片温度场与热应力场的关系,改善成形质量.以空心叶片为例,根据激光测量仪测得的散点图,用圆弧逼近得到叶片的近似轮廓.利用有限元软件MSC.Marc建立Ti-6Al-4V(TC4)圆弧逼近的空心叶片的有限元模型,并对激光直接成形过程进行数值模拟,得到叶片在成形过程以及冷却过程中的温度场和热应力场.随着成形的进行,由于热量的积累,成形叶片的温度不断升高,已成形部位的热应力随着成形过程的热循环不断变化,小曲率半径处的热应力大,且热循环对热应力变化影响较小;在直接激光成形结束后,整体温度开始下降,各处的热应力都逐渐升高.通过分析温度场和热应力场的分布情况,得到不同曲率半径对温度场和热应力场的影响规律.基于模拟结果,总结的规律和试验经验,提出改善成形质量的有效方法.并利用激光直接成形技术,加工出模拟分析模型的实物零件,验证模拟和结论的正确性.

关 键 词:热力耦合场  激光直接成形  钛合金  数值模拟

Thermo-mechanical Coupling Field Simulation of Complex Thin-wall Part Laser Rapid Prototype Process
WANG Fuyu , LIU Weijun , ZHAO Yuhui , KONG Yuan , LAI Youbin. Thermo-mechanical Coupling Field Simulation of Complex Thin-wall Part Laser Rapid Prototype Process[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2013, 49(5): 191-198
Authors:WANG Fuyu    LIU Weijun    ZHAO Yuhui    KONG Yuan    LAI Youbin
Affiliation:1,2(1.Shenyang Institute of Automation,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016;2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049)
Abstract:
Keywords:
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