激光熔覆镍基合金温度场和应力场数值模拟开题报告
2020-03-05 09:02:26
1. 研究目的与意义(文献综述)
(1)目的及意义
激光熔覆技术是一种通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝,在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层,以达到对材料的表面改性和修复的工艺方法[11]。激光熔覆技术可成形复杂零件或对复杂零件的局部区域进行表面处理,其加热速度快,具有自淬火用,同时不需要加热或者冷却介质,热源干净,无污染,安全保护相对简单。因此被广泛应用于机械、电力、航天航空、汽车、冶金等行业,能够制备出冶金性能良好的合金、陶瓷以及纳米涂层,从而满足不同行业的需要。激光熔覆技术,其实质是激光、熔覆材料以及基体三者之间相互作用的过程,其动态的瞬间熔化凝固过程中的物理、化学现象相当复杂激光熔覆过程中熔池的尺寸非小,温度相当高,并且存在的时间短暂,自身具有一定的移动速度,用现有设备对熔覆层的温度场、应力场进行实时精确测量与控制非常困难,且成本昂贵。数值模拟技术是一种研究激光熔覆成形机理及工艺的有效途径。
镍基合金在磨损、腐蚀以及高温等苛刻条件下具有良好的综合性能,应用于航天、航海、汽车及石油钻采等领域。近年来,采用激光熔覆技术在低成本材料表面制备镍基合金涂层受到了广泛关注。然而,由于镍基合金在冷却过程中不发生马氏体转变,且热物性能与基体存在较大差异,因此,镍基熔覆层裂纹敏感性较高[14]。
2. 研究的基本内容与方案
1)研究的基本内容
结合选题内容进行调研和相关数据收集,根据数据分析通过sysweld焊接仿真软件建立有限元模型,进行激光单道熔覆和搭接熔覆的温度场和应力场分析,最后对温度和应力分布规律进行分析和讨论并得出一般性规律。
2)研究拟达到的目标
3. 研究计划与安排
第 1 周 激光熔覆修复技术研究现状
第 2-4 周 学习sysweld软件及常用命令
第 5-7 周 建立有限元模型
4. 参考文献(12篇以上)
[1]王维,郭鹏飞,张建中,杨光,卞宏友,钦兰云,王伟,崔宝磊,蔡淦,王婷,才磊.超声波对bt20钛合金激光熔覆过程的作用[j].中国激光,2013,40(08):70-74.
[2]姜秋月.多道激光熔覆应力场的模拟分析[j].热加工工艺,2011,40(06):124-127 139.
[3]马立杰. aisi316激光熔覆成形过程数值模拟研究[d].北京理工大学,2015.