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挖掘悬垂结构的理想能量配比及残余应力规律

更新时间: 2024-07-24 09:43:24  查看次数: 73    
在不一样的输入能量配比的多重曝光工艺参数状况下,悬垂边缘位置的残余应力分布是乱糟糟的,而且最大残余应力所处的位置也不一样。这是因为在 SLM 构件当中出现的残余应力不是由单个参数决定的,而是由好多方面一起相互影响造成的。这些方面里哪怕是一个特别小的改变,都有可能让最后的残余应力分布变样,所以就得算出它们的平均残余应力来做比较。
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探讨了在 SLM 过程里产生残余应力的那些控制方程以及它们的运用,还有激光热源是怎么构建的,以及考虑到相变、密度变化以及潜热之类的材料表现。凭借基于 Fortran 的 DFLUX 和 USDFLD 子程序,实现了不同能量输入的多重曝光工艺加工时材料相变的模拟。通过 ABAQUS 软件创建了多种尺寸特点的 316L 不锈钢材料的悬垂结构 SLM 成形的有限元模型,也把网格划分以及生死单元变化的过程讲明白了,根据温度变化、残余应力、变形量的结果,猜测出了能量输入和尺寸特点对悬垂结构成形的影响。
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具体的结论如下:运用不同的输入能量密度配比的多重曝光工艺参数,能够让熔池更稳固,降低应力的积攒,减少悬垂结构的变形量,对那种很难成形的悬垂结构的成形能力是有一定提升效果的。当输入能量密度配比是 10%+90%、20%+80%、30%+70%的时候,模拟出来的悬垂结构 SLM 成形过程里温度的变动幅度、平均残余应力、最大变形量都比较小。这意味着在这种能量密度输入配比参数的状况下,对极限成形角度的悬垂结构的成形能力有较好的提升作用,其中能量密度输入配比是 20%+80%的参数,提升的效果相对来说是最棒的。