一、激光熔覆过程热力耦合有限元温度场分析（论文文献综述）
崔朝兴,董世运,胡效东,闫世兴,姜浩涌[1]（2022）在《激光熔化沉积成形过程数值模拟研究现状》文中进行了进一步梳理激光熔化沉积（Laser melting deposition,LMD）技术具有效率高、成本低、成形件性能优异等优点,成为零件修复和大尺寸构件制造的有效方法。然而,金属LMD成形是金属粉末、激光束和基体三者相互作用的一个多因素耦合过程,涉及流动熔池、快速非平衡凝固、固态相变以及复杂的温度和热应力演变。预测熔池流动情况、凝固规律以及温度应力的演变规律,对于成形试样的气孔、裂纹等缺陷控制,微观组织、力学性能和应力变形调控具有重要意义。数值模拟是一种经济、快捷的工具,对于LMD成形过程的粉末流动预测、熔池变化预测、组织预测、温度观测以及冷却后的残余应力和变形预测具有重要意义。近几年,LMD数值模拟研究已经涉及以上几个方面,但研究深度各不相同。针对温度场的研究,主要集中于建立不同的热源模型,探讨沉积过程的温度演变及工艺方案的影响规律。针对应力场的研究,以探索工艺方案的影响规律和应力消除方法为主。研究流场则以熔池流动和粉末流动为主。微观组织模拟考虑熔池流动对宏观温度场及熔池形状的影响,采用定向凝固的生长条件,可以确定枝晶一次间距等凝固信息。本文主要从温度场、应力场、流场、微观组织等几个方面总结了金属激光熔化沉积数值模拟的研究现状,并提出了其存在的问题和预发展的方向。
卢儒学[2]（2021）在《Inconel718合金电子束熔覆成形及热作用仿真研究》文中研究表明镍基合金因优异的综合性能而被广泛用于航空发动机的热端关键部件。随着航天航空领域高推重比、高流量比发动机的推陈出新,涡轮进口温度不断提高,这就对所使用的Inconel718合金性能提出了更高要求。然而,Inconel718合金含有多种活泼元素,其表面在高温下更容易发生氧化。为保障设备长期稳定运行以及新型航空航天发动机的持续发展,提高Inconel718的耐高温、抗氧化、耐腐蚀性能尤为重要。本文采用电子束熔覆表面改性技术,在Inconel718合金表面熔覆功能防护涂层来提高性能以应对恶劣的服役环境。电子束熔覆具有局部加热迅速冷却凝固的特征,熔覆过程中难免会产生应力,熔覆工艺则是确定熔覆层质量的保证。因此采用有限元数值模拟的方法对电子束熔覆过程中的热作用进行仿真,探究不同工艺参数对温度场和应力场分布的影响规律,为优化工艺参数和预测防治熔覆层缺陷提供理论支持,并指导实际工艺过程获取性能优异的熔覆层。建立了涂层粉末预置堆放模型,对其进行受力分析和计算,为粉末涂层的搭配与选择提供理论指导;通过对粉末加热温升的计算确定了电子束熔覆的最低条件。对涂层优化设计,选用Ni Co Cr Al Y粉末和Zr O2-Ni Co Cr Al Y粉末为本研究的防护涂层。利用ANSYS有限元软件建立了Inconel718合金表面电子束熔覆防护涂层的传热分析和热力耦合模型,分析了熔覆过程中温度场和应力场随时间的变化规律,探讨了不同工艺参数对温度场和应力场分布的影响,并对典型路径上的温度、应力进行研究。结果表明,当扫描速度和束斑直径一定时,瞬时最高温度和电子束功率成正比关系,束斑直径和扫描速度越大,熔覆过程中的峰值温度越低。残余应力随电子束束流和扫描速度的增加以及束斑直径的减小而增大。大部分熔覆区以拉应力为主,沿电子束扫描方向始终为拉应力;沿垂直电子束扫描方向熔覆层表面拉应力>>;沿深度方向的峰值出现在熔覆层与基体的交界处,此处容易变形和开裂。在数值模拟研究的基础上,采用优化选出的工艺参数制备熔覆试样,利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、光学显微镜（OM）和X射线衍射（XRD）对熔覆层的形貌和相成分进行表征与分析,测试Inconel718合金基体和Ni Co Cr Al Y涂层在900℃下的静态抗高温氧化性能。结果表明,电子束熔覆后的涂层组织致密,在熔合区熔覆层与基体之间元素交互扩散形成良好的冶金结合,模拟结果和实验相吻合;电子束熔覆后相比热喷涂Ni Co Cr Al Y涂层其抗氧化性能提高了24.91%,比基体提高了66.8%;高温熔盐环境Zr O2-Ni Co Cr Al Y熔覆层表面相对致密。证明电子束熔覆技术可以大幅度提升材料的性能。
刘大宇[3]（2021）在《超声辅助模具磨损表面激光熔覆修复层的数值模拟》文中研究指明H13热作模具钢应用于锻造、挤压、热成型等,在持续的使用过程中,会存在冷热循环以及金属流动等,产生热疲劳裂纹和热磨损。在激光熔覆过程中,由于快速升温、快速冷却造成较大的热应力,在激光熔覆中引入超声振动可以提高模具的质量。为此,本文采用有限元仿真对超声辅助激光熔覆Ni基粉末过程进行热-应力耦合研究。结合实际建立数值模型,用APDL命令流完成高斯热源指令,实现高斯热源的加载与移动。激光熔覆Ni基粉末温度场分析表明,熔覆的温度在短时间内可以升高到极高的温度,随着熔覆时间的增加,涂层的最高温度逐渐提高,可达1551℃。进行了实验验证,温差最大为69℃,熔宽和熔深差距在0.02mm以内。分析了不同涂层厚度、工艺参数对温度的影响,指出激光电流、离焦量等因素对温度影响明显,扫描速度的影响很小。对激光熔覆进行了应力场仿真,熔覆表面存在较高的残余应力为1517.4MPa,数值仿真和实验研究表明,横向焊接残余应力最高处相差76MPa,纵向焊接残余应力最高处相差86 MPa,应力趋势一致。分析了不同涂层厚度和不同工艺参数下的残余应力变化,结果表明热应力随着扫描过程进行而不断变化,当激光热源照射时,涂层与热影响区均为压应力,激光热源移动,涂层压应力向拉应力改变。残余应力随涂层厚度的升高而上升,应力状态未发生变化;激光电流和扫描速度对应力的影响较小,而离焦量的影响较大。在热应力耦合的基础上,利用APDL编写超声振动的命令流,通过有限元分析和实验验证,超声振动使熔覆的峰值温度提高了78℃,随着超声振幅增大,最高温度上升;超声振动的存在使熔覆的残余应力降低了537MPa,超声振幅增加,熔覆的残余应力先降低后升高,在超声振幅为20μm时,残余应力最小为980.13MPa。
方威[4]（2021）在《新型Al2O3-Fe涂层激光熔覆原位制造过程的热-力研究》文中进行了进一步梳理氧化铝陶瓷由于优良的耐热性、硬度、耐腐蚀性等性质,在航空航天材料热防护涂层领域有广泛的应用前景,但是脆性、低韧性及热应力敏感等缺点使其应用受到限制。使用激光熔覆原位制造技术制造颗粒增强型氧化铝陶瓷可以有效改善其脆性和韧性问题,为制造出优良的颗粒增强型氧化铝涂层,本文对使用四氧化三铁和铝的混合粉末在钛合金基板上激光熔覆原位制造Al2O3-Fe颗粒增强型复合涂层的过程进行热-力分析研究,为实际工程制造提供技术参考。主要研究内容如下:针对混合粉末在激光作用下发生诱导铝热反应对涂层成型造成的未知影响,本文基于激光熔覆过程温度场和应力场分析理论,建立了适用于Al2O3-Fe激光熔覆原位制造过程的热力耦合数值模拟模型,揭示了复合涂层制造过程中的温度场演变规律。结合涂层的微观结构建立代表体积元模型得到其热力学参数用于计算。针对涂层制造过程中发生的激光诱导反应,将内部生热热源模型和“生死单元”技术结合,建立了与半球状高斯热源同时作用的组合热源,温度场模型准确性通过仿真和实验的节点温度曲线得到了验证。在Al2O3-Fe激光熔覆原位制造过程的温度场研究中,获得了反应热对温度场分布和演变造成的影响以及不同激光加工参数对熔池最高温度和熔池形态的影响。为获得不同激光加工参数作用下制造同等规格复合涂层热应力的分布规律,本文在热力耦合仿真的基础上进一步进行了Al2O3-Fe激光熔覆原位制造实验研究。通过数值模拟预测了不同激光加工参数对涂层熔覆结束后等效应力分布以及各个方向上的应力大小与类型。对实验制备得到的涂层宏观形貌进行分析,验证了应力场仿真结果,得到了不同激光加工参数与涂层应力之间的关系。为了能制备出涂层形貌规整且基板热变形小的Al2O3-Fe涂层,提出使用激光扫描点云方法获取涂层形貌及基板热变形数据,揭示了其与激光加工参数之间的关系。对涂层两侧基板的点云进行线性拟合,实现了对不同参数组合下基板热变形定量分析。提出将涂层与基板数据分割获取涂层的熔高熔宽的方法,得到了不同激光加工参数下涂层几何形貌变化规律。总结分析并进行参数优选,为实际生产提供参考。
王智源[5]（2021）在《多振镜3D打印平台的扫描策略研究与软件系统实现》文中研究指明激光选择性熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术是一种新型的增材制造技术,其成型原理是利用高能量密度的激光输入能量,根据预先设定的轨迹进行扫描,使粉末材料有序熔化,形成熔池,再经冷却凝固成型,SLM技术由于可以快速成型出力学性能良好,且具备较高致密度的复杂金属零件而得到快速发展,但该工艺仍然存在一定缺陷,如难以成型较大尺寸零件,且成型件内部存在残余应力以及翘曲变形程度大等问题。因此,本文在实现切片文件可视化的基础上,设计一种适用于多振镜3D打印平台的路径规划算法,并基于数值模拟,对比路径规划后扫描策略相比于源文件内扫描策略的优劣。主要研究内容如下:（1）切片文件的数据处理及系统实现。采用Visual C++与MATLAB混合编程的开发方法,结合软件工程的科学方法论,完成多振镜3D打印平台数据处理系统的设计,实现AFF（Auto Fab Fabrication Format）切片文件的解析、读取与多模式下的可视化功能。在可视化过程中,发现源文件内扫描线均为长直线,这会导致成型件内部存在较大的残余应力,于是在软件系统设计中为路径规划模块预留接口。（2）路径规划算法的设计与实现。基于常见的扫描策略,结合多振镜3D打印平台的结构特点,设计一种新型的路径规划算法,其中层内扫描策略为分区式螺旋扫描,确保相邻分区内扫描线方向正交,并在相邻扫描线间添加首尾相接的过渡线条,减少空行程;层间扫描策略的设计则考虑到拼接区域影响成型件性能的问题,于是确保各区域的扫描中心点随层数叠加周期性偏移,实现层间搭接。为了验证路径规划算法的优势,将基于数值模拟进行两种扫描策略的对比研究。（3）SLM过程的温度场模拟。基于ANSYS有限元软件,构建SLM工艺的多层成型模型,对比分析了源文件内扫描策略与路径规划后扫描策略下成型件单层、多层扫描成型不同时刻的温度场分布情况,并选取各层中心点作为采样节点,研究各节点的热循环温度曲线,数据表明路径规划后扫描策略下“快冷快热”现象有所减少,有助于避免较大的温度梯度。（4）SLM过程的应力场模拟。在温度场模拟结果的基础上,采用顺序耦合分析方法,完成两种扫描策略下成型件的应力场模拟,并对比分析其应力场分布与翘曲变形程度,实验结果显示,无论是应力数值大小,采样路径上应力波动程度以及最大翘曲变形量,路径规划的扫描策略相比源文件内扫描策略均有一定程度的改善,符合温度场分析结果,验证了路径规划算法的优势。
张文嘉[6]（2021）在《再制造凸轮轴质量评价及其再役可靠性研究》文中认为随着社会的发展,汽车已经成为人们必不可少的出行工具。汽车发动机作为汽车的“心脏”,其重要程度不言而喻。而凸轮轴作为发动机的重要组成部分,位于发动机润滑系统的末端,运行时受到周期性的冲击载荷,极易磨损失效。激光熔覆的再制造技术利用激光将金属粉末覆盖在需要维修的产品上可将需要维修产品的性能恢复甚至超过原有产品性能,是废旧产品剩余价值有效回收利用的途径之一。零件经过激光熔覆再制造技术修复后质量的可靠性也就成了研究的难点。根据以上内容,本文基于凸轮轴再制造的质量评价及其再役可靠性进行了研究,主要完成了以下工作:（1）构建了发动机的三维CAD模型,在发动机的平均转速下进行凸轮轴与挺杆挺柱的相对运动模拟分析,得到了凸轮轴运动的加速度曲线与接触力曲线,并分析了凸轮旋转一周与挺柱接触的瞬态力,发现在挺柱与凸轮上表面接触时,瞬态力最大,说明凸轮上表面最容易磨损失效。（2）提出了基于模糊层次分析法的凸轮轴激光熔覆材料选择,基于激光熔覆材料的经济性,热物性,环境性三种选材准则进行指标层判断矩阵的构造及重要度取值,分别以凸轮轴磨损较轻与磨损较重两种情况结合对激光熔覆材料的选材准则进行分析,最后确定用激光熔覆材料Ni60对凸轮轴进行激光熔覆再制造。（3）运用ANSYS Workbench软件进行了激光功率、激光熔覆速度、激光光斑半径三种工艺参数对于激光熔覆凸轮轴温度场的数值模拟,得到三种工艺参数全组合结果,选取出了激光熔覆凸轮轴的最佳工艺参数组合。根据激光熔覆凸轮轴温度场的结果进行激光熔覆层与凸轮轴结合位置的应力场模拟,同时模拟结果判断出三种工艺参数对于激光熔覆模拟结果中影响最大的是激光功率其次是激光光斑半径最后是激光熔覆速度,垂直于激光熔覆方向的位置更容易产生应力集中。（4）根据激光熔覆结合位置的最大残余应力值,首先通过选取熔覆层尺寸设计变量以及激光熔覆材料热物性设计变量的方式进行设计变量的敏感度分析。通过设计变量敏感度选取所要分析的设计变量参数进行响应面分析,选用目标遗传算法对选取的设计变量参数进行寻优迭代避免陷入局部最优从而得出设计变量参数优化后的数值,最后以优化后的设计变量参数对激光熔覆再制造凸轮轴的残余应力大小进行基于Six Sigma的可靠性分析,验证了熔覆层质量在本文选取的设计变量模拟下是可靠的。
赵元[7]（2021）在《航空发动机变曲率叶片的激光熔覆修复技术数值仿真模拟研究》文中研究指明航空发动机是各类飞行器的“心脏”,作为其核心部件的变曲率叶片因服役于恶劣的工作环境而极易发生失效,对符合可修复标准的失效叶片进行修复工作,可以有效降低发动机运行成本。目前国内变曲率叶片修复工艺尚不成熟,因此航空发动机变曲率叶片修复技术的工艺研究是航空工业亟待解决的重要课题。本文以高压压气机中变曲率失效叶片为工业背景,开展变曲率叶片的激光熔覆修复的数值模拟研究工作,以期为航空发动机变曲率叶片修复技术的工艺参数选择提供科学依据。开展变曲率叶片的激光熔覆修复的数值模拟研究,本文首先建立变曲率叶片整体模型;其次对现有热源模型计算程序采用函数功能和引入局部坐标系进行了改进,并对改进后的热源计算程序采用其它热源模型进行了验证;接着对双椭球体热源模型中热源参数的选择进行优化研究;然后进一步研究了激光熔覆单层、多层修复中主要工艺参数对变曲率叶片熔覆层温度场的影响规律;最后采用热固耦合法探究了激光熔覆单层、多层修复中工艺参数对变曲率叶片熔覆层应力场的分布规律。熔覆层温度场分析结果表明,激光参数中的激光功率与熔池温度呈正比;激光扫描速度与熔池温度呈现向下凸的减函数;采用合理的激光单层扫描路径可降低熔池温度。激光熔覆单层修复中基体预热温度与熔池温度呈正比;适当的道间冷却时间可大幅降低熔池温度;熔池温度随搭接率的增加而增大。在激光熔覆多层修复中激光多层扫描路径、层间冷却时间和激光多层功率三个工艺参数,第一个工艺参数与熔覆层熔池温度之间的关系不大,后两个参数则可大幅降低熔覆层熔池温度值。在应力场分析中,基体预热温度从220℃增加到420℃时,变曲率叶片熔覆层的两类应力皆呈下降趋势;大多数道间冷却时间对变曲率叶片熔覆层应力变化规律几乎无影响;无搭接和搭接率为66.6%的变曲率叶片熔覆层两类应力曲线几乎一致且保持在较低的应力水平。变曲率叶片盖面层的应力值随着层间冷却时间的增加呈上升趋势;改变激光多层功率可大幅降低变曲率叶片填充和盖面层层的应力值。本课题为激光熔覆修复变曲率叶片数值模拟优化了第三类动态边界和改进了现有热源计算程序,研究成果可以为变曲率失效叶片的修复工艺参数设置与优化提供科学依据。
边培莹[8]（2020）在《SLM动态热力耦合仿真与工艺参数优化技术研究》文中进行了进一步梳理选区激光熔化（Selective laser melting,SLM）在小批量、难加工、高附加值产品增材制造中得到了广泛应用。然而,工艺参数的选配对其成形质量具有决定性的影响。针对SLM成形时循环热力耦合机理不明晰,主要工艺参数的匹配关系及对热力影响规律不明朗的科学问题,本文构建一种基于“动态热源”和“循环传热”模型的SLM成形过程动态热力耦合仿真方法,发展一种改进PSO算法嵌入BP算法的“复合算法”进行SLM主要工艺参数智能匹配优化,从而可对SLM热力作用机理及主要工艺参数的热力影响规律进行系统分析。该研究可为SLM成形热应力的预测、工艺参数的优化、以及成形质量控制提供理论参考。全文共分六章,主要研究内容和创新工作如下:（1）提出了工艺参数驱动的SLM成形动态热力耦合仿真方法根据SLM成形中的循环热力效应特点,提出了SLM成形动态热力耦合算法。首先,设计完成了动态热源、循环传热、弹-塑总应变矩阵等模型,构建了符合SLM实际工艺特点的热弹性基本方程进行SLM动态热力耦合求解。然后,基于前述方法对有限元软件进行二次开发SLM成形过程,并通过具体的模型实例按实际SLM工艺参数进行了成形数值仿真。最后,通过在线熔池监控,残余应力实验测试等对相同工艺参数的SLM动态热力耦合输出结果进行验证,证明了仿真算法的有效性及仿真结果的可靠性。与现有方法相比,此仿真方法可以实现多层多道SLM成形过程高效动态仿真,并可以实现符合实际工艺特点的循环热力作用过程数据跟踪。（2）提出了基于动态热力耦合仿真的SLM工艺参数匹配方法根据所开发的SLM成形动态热力耦合方法进行了多工艺参数的输入接口扩展,提出达到稳定热力耦合场的主要工艺参数匹配方法。首先,对SLM成形动态热力耦合仿真进行了输入参数模块扩展,完成了多工艺参数驱动的模型仿真。其次,用相同工艺参数组合的实验对仿真结果进行验证,通过熔池尺寸、残余应力等实验结果,论证了激光功率、扫描速度、扫描轨迹等主要工艺参数之间的匹配性要求,参数匹配可以减少成形缺陷或成形失败。此外,在成形过程中,工艺参数之间的相互影响是动态非线性的,通过多工艺参数的组合分析,证明获得SLM合格成形件其工艺参数匹配需引入智能迭代求解。（3）提出了基于复合算法的SLM工艺参数优化方法根据多工艺参数匹配优化的智能求解需求,通过对SLM中多工艺参数这类非线性、多元多目标、离散难解问题分析,提出了PSO算法中嵌入BP算法的“复合算法”。首先,以PSO算法为主流程,嵌入BP算法的学习推理作为目标函数评价来构造该复合算法,并采用SLM动态热力耦合仿真软件运行的系列化参数结合实验测值作为学习样本。然后,建立了BP算法多层细分网络结构与PSO算法变惯性权重、变学习因子等改进方法,避免复合算法陷入局部最优,完成了该算法组合的实现流程框架,并通过Matlab软件编程实现。最后,对“SLM主要工艺参数优化系统”进行了界面设计及调试运行。通过对多组工艺参数的运行,并结合实验测试结果分析,证明复合算法对SLM主要工艺参数的热力结果评估的收敛性,并证实了有边界条件的SLM主要工艺参数优化的有效性。（4）揭示了SLM成形的热力耦合机理及工艺参数作用规律对不同系列的SLM主要工艺参数,通过SLM动态热力耦合方法的有限元仿真分析,并在仿真中对热力计算过程设置随层数值点进行数值跟踪,研究了SLM热—力互相作用的三维热应力分布趋势及机理;结合SLM成形动态热力耦合仿真系统、XRD残余应力测试、EBSD微观晶粒统计等实验、以及基于复合算法的“SLM主要工艺参数优化系统”进行多组多维数据分析,研究了SLM中的四个主要工艺参数在循环热作用下对温度场、微观组织、残余应力等的影响关系,由相关数据分析初步总结了主要工艺参数对热力结果的影响规律。该结论可为工程应用中的SLM多工艺参数优化设计分析提供理论参考。
谭雯丹[9]（2020）在《蠕墨铸铁激光表面改性热力耦合仿真及实验研究》文中研究表明在新型动力高强化、高紧凑的发展趋势下,与气缸盖整体成型气门座采用的RuT300蠕墨铸铁材料无法满足其使用工况下的可靠性需求,需采用激光表面改性工艺处理材料表面。通过建立有限元仿真数学物理模型,分析激光参数、激光光束变换、激光光束离散等对蠕墨铸铁激光表面改性热力耦合仿真的影响规律;通过开展蠕墨铸铁激光表面改性实验研究,分析材料改性后的微观特性和显微硬度,以及激光参数对材料组织演变和改性缺陷的影响规律,为蠕墨铸铁激光表面改性工艺在新型动力上的应用提供支撑,研究内容如下:（1）针对蠕墨铸铁激光相变硬化工艺进行仿真研究。激光能够实现材料表面的快速加热和冷却,硬化层形貌呈月牙形;激光加载区域的瞬态应力为压应力,残余应力为拉应力,气门座的环向残余拉应力最大,易产生径向裂纹。激光多道搭接扫描会出现回火软化区,当搭接率为40%时,峰值温度最低、峰值残余应力最大。圆环激光束能够实现气门座锥面区域的一次性精确硬化,离散激光束能够实现材料表面的强韧结合,激光束能量离散能够实现离散硬化层深度的均匀性控制。（2）针对蠕墨铸铁激光熔凝工艺进行仿真研究。随着激光扫描速度的增加,气门座峰值温度下降、熔凝层深度及宽度减小、残余应力增大。随着激光扫描速度和激光功率的增加,气门座熔凝区域的裂纹数增加,裂纹方向与激光扫描方向垂直。随着预热温度的升高,气门座峰值温度上升、熔凝层深度及宽度增加,当预热温度为150℃时,气门座环向残余应力最小。（3）针对蠕墨铸铁激光表面改性工艺进行实验研究。熔凝层宏观形貌为月牙形,组织为莱氏体枝晶组织,与基体交界处为锯齿形形貌。与熔凝区交界的相变硬化区石墨外存在莱氏体壳和马氏体壳双壳组织,随着激光扫描速度的增加,靠近硬化区的熔凝区石墨数量增加。熔凝层最高硬度达基体硬度的7.09倍。
蔡仲尧[10]（2020）在《激光内壁熔覆工艺数值模拟及实验研究》文中进行了进一步梳理激光内壁熔覆技术为制备内壁强化涂层提供了一种绿色、高效、优良的解决方法。然而,在实际的熔覆过程中,由于材料的受热凝固过程的高度局部性和瞬时性,将不可避免地产生应力及变形,严重影响零件的尺寸精度及使用性能,甚至危及零件的使用安全。基于此,本文采用数值计算与实验相结合的方法,对激光内壁熔覆过程中温度及应力的变化展开研究,获取不同内壁尺寸、形状及工艺条件下温度、残余应力等关键参量的变化规律,为内壁熔覆工艺提供理论依据。本文以ABAQUS软件为计算平台,根据激光内壁熔覆的特点,编写FORTRAN热源子程序建立移动热源模型,利用“单元逐步激活”法,对激光内壁单道、单层多道、多层多道熔覆进行了数值模拟。采用单一控制变量法,对特定路径下不同工艺参数及结构尺寸激光内壁熔覆温度场特征和应力演变过程进行了探究。并通过热电偶测温的方法、熔覆层深度及稀释率比对方法验证了数值模拟温度场的准确性,利用X射线衍射侧倾固定Ψ法测量激光内壁熔覆残余应力,验证数值模拟应力场的准确性。最后,采用光学显微镜（OM）、维氏硬度计分析了不同工艺参数及结构尺寸对熔覆层宏观形貌、微观组织及性能的影响。本文的主要研究结论如下:（1）温度场模拟结果表明:径向方向（即垂直基体表面方向）的温度梯度明显大于其它两个方向的温度梯度,其主要原因在熔池冷却过程中,热量散失主要沿径向方向;且在熔池的固液界面处温度梯度最大。温度梯度与扫描速度、壁厚成正比,随着激光功率、曲率的增大,温度梯度增大,但冷却速度减小。（2）应力场模拟结果表明:温度梯度过大是产生热应力的主要原因。环向应力大于径向应力和轴向应力,熔覆层与基体结合处产生较大的拉应力,此处是裂纹产生的高位地带。不同工艺参数下,路径AD上的拉应力随着功率的增大而增大。高速熔覆时易产生较大的应力。不同结构尺寸下,应力随着壁厚的增大而增大,曲率越小应力越小,当曲率为0时,路径AD上熔覆层的应力为488 MPa。（3）特征点采集温度与仿真历史温度曲线变化趋势一致,较好地还原了温度场的变化过程,熔覆层深度实验结果与仿真结果误差为4.52%,稀释率变化趋势均有较高吻合度,温度场模拟正确;实验测量内壁熔覆层上残余应力700800 MPa,仿真结果为600700 MPa,较好的验证了模型的准确性。（4）冷却速率影响晶粒的大小,冷却速率越大,晶粒越细小。硬度随功率的减小、扫描速度、壁厚的增大而增大,平板上的硬度略大于内壁上的硬度。本文通过数值模拟得到的热-应力演化过程结果,将有助于理解内壁熔覆过程中温度及应力的分布,为激光内壁熔覆技术提供理论基础。
二、激光熔覆过程热力耦合有限元温度场分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、激光熔覆过程热力耦合有限元温度场分析（论文提纲范文）
（1）激光熔化沉积成形过程数值模拟研究现状（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 激光熔化沉积温度场研究现状 |
| 2 激光熔化沉积应力场研究现状 |
| 3 激光熔化沉积流场研究现状 |
| 4 激光熔化沉积微观组织研究现状 |
| 5 结语及展望 |
（2）Inconel718合金电子束熔覆成形及热作用仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景与意义 |
| §1.2 电子束表面改性技术简介 |
| §1.2.1 电子束的发展 |
| §1.2.2 电子束表面改性的优势及特点 |
| §1.2.3 电子束表面改性技术分类 |
| §1.3 电子束熔覆技术概述 |
| §1.3.1 电子束熔覆技术原理 |
| §1.3.2 电子束熔覆国内外研究现状 |
| §1.3.3 电子束熔覆数值模拟国内外研究现状 |
| §1.3.4 电子束熔覆技术的发展前景 |
| §1.4 本文的研究内容及技术方案 |
| 第二章 电子束熔覆有限元分析理论基础 |
| §2.1 电子束熔覆过程的物理基础 |
| §2.1.1 电子束与涂层的相互作用 |
| §2.1.2 电子束在材料中的能量分布 |
| §2.2 温度场模拟的基本理论 |
| §2.2.1 三维瞬态傅里叶导热定律 |
| §2.2.2 温度控制方程定解条件 |
| §2.2.3 模型边界条件与初始条件设定 |
| §2.2.4 热焓法处理相变潜热 |
| §2.3 应力场模拟基本理论 |
| §2.3.1 热-弹-塑性模型基本理论 |
| §2.3.2 应变的构成以及与应力的关系 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 复合涂层材料体系设计与堆放模型 |
| §3.1 电子束熔覆涂层材料选择依据 |
| §3.2 复合涂层材料体系设计 |
| §3.2.1 复合涂层设计思路 |
| §3.2.2 复合涂层综合性能分析 |
| §3.3 涂层粉末堆积模型设计与分析 |
| §3.3.1 涂层粉末堆积模型及受力 |
| §3.3.2 不同位置的粉末受力状态分析 |
| §3.4 涂层粉末的加热分析及模型计算 |
| §3.4.1 涂层材料电子束熔覆的最低条件 |
| §3.4.2 涂层粉末加热温升的计算分析 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 电子束熔覆的热作用有限元分析 |
| §4.1 模型的构建 |
| §4.1.1 模型的简化与基本假设 |
| §4.1.2 电子束热源模型的选择 |
| §4.1.3 几何模型及网格划分 |
| §4.1.4 边界条件与初始条件 |
| §4.1.5 材料热物性计算 |
| §4.2 电子束熔覆工艺参数的设计 |
| §4.2.1 电子束工艺参数的选择 |
| §4.2.2 电子束工艺参数的范围取值 |
| §4.3 工艺参数对温度场的影响 |
| §4.3.1 电子束束流对温度场的影响 |
| §4.3.2 扫描速度对温度场的影响 |
| §4.3.3 束斑直径对温度场的影响 |
| §4.4 不同路径下的温度随时间变化 |
| §4.4.1 沿扫描路径的定点热循环曲线 |
| §4.4.2 沿深度方向的定点热循环曲线 |
| §4.4.3 沿涂层横向定点的热循环曲线 |
| §4.4.4 电子束熔覆过程中不同时刻温度场云图 |
| §4.5 本章总结 |
| 第五章 电子束熔覆防护涂层热力耦合应力场数值模拟 |
| §5.1 电子束熔覆残余应力分析 |
| §5.1.1 残余应力的形成 |
| §5.1.2 残余应力引起裂纹缺陷的预防措施 |
| §5.2 电子束熔覆热力耦合应力场分析方案 |
| §5.2.1 热力单向耦合及求解设置 |
| §5.2.2 材料力学性能参数计算 |
| §5.2.3 应力场模型的建立及假设 |
| §5.3 热力耦合应力场模拟结果与分析 |
| §5.3.1 电子束熔覆热应力分布 |
| §5.3.2 不同路径下应力变化曲线图 |
| §5.4 工艺参数对残余应力分布的影响 |
| §5.4.1 电子束束流的影响 |
| §5.4.2 扫描速度的影响 |
| §5.4.3 束斑直径的影响 |
| §5.5 本章小结 |
| 第六章 实验验证及性能分析 |
| §6.1 实验材料的选取 |
| §6.1.1 基体材料 |
| §6.1.2 涂层材料 |
| §6.2 涂层制备工艺及设备 |
| §6.2.1 涂层制备 |
| §6.2.2 电子束熔覆设备 |
| §6.3 熔覆实验与模拟结果验证 |
| §6.4 电子束熔覆层的组织形貌分析 |
| §6.4.1 金相制备及观察设备 |
| §6.4.2 不同熔覆层的形貌及微观组织分析 |
| §6.5 高温氧化性能检测与分析 |
| §6.5.1 高温氧化实验 |
| §6.5.2 氧化动力学曲线 |
| §6.5.3 氧化层表面行貌及组成 |
| §6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 全文总结 |
| §7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间主要研究成果 |
（3）超声辅助模具磨损表面激光熔覆修复层的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 激光熔覆技术 |
| 1.3 激光熔覆数值模拟研究现状 |
| 1.3.1 激光熔覆温度场模拟分析 |
| 1.3.2 激光熔覆应力场模拟分析 |
| 1.4 超声振动技术应用现状 |
| 1.4.1 超声在激光熔覆领域中的应用 |
| 1.4.2 超声振动在焊接数值模拟方面的应用 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 模具激光熔覆有限元模型建立和实验方法 |
| 2.1 ANSYS有限元软件概述 |
| 2.2 热分析理论基础 |
| 2.2.1 ANSYS Workbench热分析 |
| 2.2.2 有限元模型的分析假设 |
| 2.3 数值模型的建立 |
| 2.3.1 热传递条件的设置 |
| 2.3.2 初始条件 |
| 2.3.3 几何模型的建立 |
| 2.4 物理模型的建立 |
| 2.4.1 单元类型 |
| 2.4.2 网格划分 |
| 2.4.3 材料物性参数 |
| 2.4.4 热源的选择 |
| 2.4.5 相变潜热 |
| 2.4.6 陶瓷材料对激光的吸收率 |
| 2.4.7 移动热源的加载 |
| 2.5 实验设备 |
| 2.5.1 激光熔覆设备 |
| 2.5.2 温度场模拟验证设备 |
| 2.5.3 应力场模拟验证设备 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 模具激光熔覆修复温度场的模拟与分析 |
| 3.1 激光熔覆温度场的模拟结果与实验验证 |
| 3.1.1 激光熔覆温度场的模拟结果 |
| 3.1.2 激光熔覆温度场实验验证 |
| 3.2 影响温度场的因素 |
| 3.2.1 不同涂层厚度对温度场的影响 |
| 3.2.2 不同激光电流对温度场的影响 |
| 3.2.3 不同扫描速度对温度场的影响 |
| 3.2.4 不同离焦量对温度场的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 模具激光熔覆修复应力场的模拟与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 残余应力的产生原因 |
| 4.3 残余应力的测量方法 |
| 4.4 应力场的模拟 |
| 4.4.1 应力场模拟结果分析 |
| 4.4.2 激光熔覆热应力过程 |
| 4.4.3 实验结果分析 |
| 4.5 影响残余应力场的因素 |
| 4.5.1 不同涂层厚度对残余应力场的影响 |
| 4.5.2 不同激光电流对残余应力场的影响 |
| 4.5.3 不同扫描速度对残余应力场的影响 |
| 4.5.4 不同离焦量对残余应力场的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 模具超声辅助激光熔覆数值模拟 |
| 5.1 超声振动的作用及引入 |
| 5.1.1 超声波简介 |
| 5.1.2 超声振动的作用 |
| 5.1.3 超声振动的引入 |
| 5.1.4 超声振动边界条件 |
| 5.2 超声振动对温度场的影响 |
| 5.3 超声振动对应力场的影响 |
| 5.4 超声辅助激光熔覆实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）新型Al2O3-Fe涂层激光熔覆原位制造过程的热-力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 激光熔覆制备复合涂层研究现状 |
| 1.2.1 复合涂层 |
| 1.2.2 激光熔覆技术 |
| 1.3 激光熔覆热力分析 |
| 1.3.1 温度场研究进展 |
| 1.3.2 应力场和热变形研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 激光熔覆原位制造热-力分析理论及有限元方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 温度场分析理论 |
| 2.2.1 热传导 |
| 2.2.2 对流换热 |
| 2.2.3 热辐射 |
| 2.3 热应力分析理论 |
| 2.3.1 应力应变关系 |
| 2.3.2 力学准则 |
| 2.4 激光熔覆原位制造过程有限元仿真方法 |
| 2.4.1 复合涂层材料跨尺度分析方法 |
| 2.4.2 激光熔覆热力分析有限元方法 |
| 2.4.3 Al_2O_3-Fe涂层原位制造热力分析仿真流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Al_2O_3-Fe涂层原位制造的温度场分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元模型的建立 |
| 3.2.1 材料参数的确定 |
| 3.2.2 物理模型的建立 |
| 3.2.3 激光诱导原位反应热源模型的建立 |
| 3.2.4 温度场边界条件 |
| 3.3 温度场仿真结果分析 |
| 3.3.1 温度场的分布与演变 |
| 3.3.2 激光诱导反应热对温度场的影响 |
| 3.4 节点温度采集实验 |
| 3.5 激光加工参数对温度场的影响 |
| 3.5.1 对平均最高温度的影响 |
| 3.5.2 对熔池形貌的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Al_2O_3-Fe涂层残余应力的预测及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 残余应力仿真结果分析 |
| 4.2.1 von Mises等效应力场 |
| 4.2.2 各方向的残余应力 |
| 4.3 激光加工参数对残余应力的影响 |
| 4.3.1 激光功率的影响 |
| 4.3.2 扫描速度的影响 |
| 4.4 激光熔覆实验及涂层分析 |
| 4.4.1 实验设备及方法 |
| 4.4.2 单道涂层样件宏观形貌与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基板热变形和涂层形貌的实验分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三维点云测量方法 |
| 5.2.1 测量方法的选取及原理 |
| 5.2.2 三维点云数据采集方案 |
| 5.3 激光熔覆样件点云数据处理 |
| 5.4 基板热变形分析 |
| 5.5 涂层形貌分析 |
| 5.5.1 激光功率的影响 |
| 5.5.2 扫描速度的影响 |
| 5.6 总结分析并选取参数验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）多振镜3D打印平台的扫描策略研究与软件系统实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 激光选择性熔化技术 |
| 1.1.1 SLM技术原理及设备 |
| 1.1.2 SLM技术优势 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 扫描策略对SLM的影响 |
| 1.2.2 SLM过程数值模拟研究现状 |
| 1.3 选题背景及意义 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 切片文件的数据处理与系统设计 |
| 2.1 软件开发环境及技术要求 |
| 2.2 AFF文件的解析 |
| 2.2.1 头文件解析 |
| 2.2.2 区段文件解析 |
| 2.3 AFF文件的读取 |
| 2.3.1 数据结构的设计 |
| 2.3.2 AFF文件读取过程 |
| 2.4 AFF文件的可视化 |
| 2.4.1 二维平面可视化 |
| 2.4.2 三维立体可视化 |
| 2.4.3 多振镜映射扫描路径可视化 |
| 2.5 需求分析及系统实现 |
| 2.5.1 需求分析与模块设计 |
| 2.5.2 多振镜数据处理系统的实现 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 扫描路径生成算法的设计与实现 |
| 3.1 SLM技术扫描策略 |
| 3.1.1 直线型扫描 |
| 3.1.2 折线型扫描 |
| 3.1.3 复合型扫描 |
| 3.2 扫描路径生成算法 |
| 3.2.1 截面填充扫描线生成算法 |
| 3.2.2 分区间扫描策略 |
| 3.3 层间扫描策略 |
| 3.3.1 多振镜复合式扫描 |
| 3.3.2 路径规划总体方案设计 |
| 3.4 路径规划功能的软件实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SLM过程的温度场模拟 |
| 4.1 SLM过程的物理描述 |
| 4.2 SLM有限元模型的建立 |
| 4.3 SLM过程温度场模拟理论 |
| 4.3.1 温度基本方程 |
| 4.3.2 移动热源模型 |
| 4.3.3 Ti-6Al-4V材料热物性参数 |
| 4.3.4 扫描策略设置 |
| 4.4 SLM过程温度场模拟结果及分析 |
| 4.4.1 单层扫描成型温度场的分布情况 |
| 4.4.2 多层扫描成型温度场的分布情况 |
| 4.4.3 多层扫描成型的热循环曲线 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 SLM过程的应力场模拟 |
| 5.1 热力耦合分析方法 |
| 5.2 SLM应力场分析基本理论 |
| 5.2.1 增材制造残余应力机理分析 |
| 5.2.2 热弹塑性模型 |
| 5.2.3 Ti-6Al-4V材料力学性能参数 |
| 5.3 SLM过程应力场模拟结果及分析 |
| 5.3.1 应力场的分布情况 |
| 5.3.2 路径上的应力分布 |
| 5.3.3 翘曲变形量对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）再制造凸轮轴质量评价及其再役可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究方法与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外再制造研究现状 |
| 1.3.2 国内再制造研究现状 |
| 1.3.3 再制造产品可靠性研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.4.1 论文主要内容 |
| 1.4.2 论文技术路线 |
| 第二章 发动机凸轮轴动力学分析 |
| 2.1 基于ADAMS的多刚体动力学概述 |
| 2.2 发动机凸轮轴动力学仿真 |
| 2.2.1 发动机模型建立 |
| 2.2.2 基于ADAMS软件的动力学仿真及结果分析 |
| 2.3 基于ANSYS Workbench的瞬态动力学概述 |
| 2.3.1 直接积分法 |
| 2.3.2 模态叠加法 |
| 2.3.3 基于ANSYS Workbench软件的动力学仿真及结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 凸轮轴激光熔覆材料选择 |
| 3.1 模糊层次分析法概述 |
| 3.1.1 判断矩阵构造及重要度取值 |
| 3.1.2 层次单排序及一致性检验 |
| 3.1.3 层次总排序 |
| 3.2 凸轮轴激光熔覆材料指标体系建立 |
| 3.3 基于凸轮轴磨损程度建立模糊判断矩阵 |
| 3.3.1 凸轮磨损较轻时模糊判断矩阵的建立 |
| 3.3.2 凸轮磨损较重时模糊判断矩阵的建立 |
| 3.4 激光熔覆材料权重选择 |
| 3.5 选择评价结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 凸轮轴激光熔覆工艺参数优化 |
| 4.1 凸轮轴有限元模型建立 |
| 4.1.1 凸轮实体模型简化 |
| 4.1.2 建立有限元模型 |
| 4.2 温度场数值模拟 |
| 4.2.1 激光熔覆边界条件的施加 |
| 4.2.2 激光熔覆热源的选择 |
| 4.2.3 温度场数值模拟结果分析 |
| 4.3 应力场数值模拟 |
| 4.3.1 应力场数值模拟理论 |
| 4.3.2 热力耦合分析方法 |
| 4.3.3 应力场数值模拟结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 再制造凸轮轴可靠性研究 |
| 5.1 结构可靠性 |
| 5.1.1 结构可靠性概述 |
| 5.1.2 Six Sigma可靠性分析理论 |
| 5.2 激光熔覆凸轮轴可靠性分析 |
| 5.2.1 可靠性分析基本步骤 |
| 5.2.2 选取设计变量 |
| 5.2.3 设计变量参数敏感度分析 |
| 5.2.4 响应面优化分析 |
| 5.2.5 凸轮轴Six Sigma的可靠性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果 |
| 个人简介 |
（7）航空发动机变曲率叶片的激光熔覆修复技术数值仿真模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 航空发动机变曲率叶片失效与修复 |
| 1.2.1 失效形式 |
| 1.2.2 修复方法 |
| 1.3 激光熔覆修复技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 激光熔覆修复技术的发展历程 |
| 1.3.2 激光熔覆修复技术实验研究 |
| 1.3.3 激光熔覆修复技术数值模拟研究 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 激光熔覆修复技术有限元分析基础 |
| 2.1 激光熔覆修复技术工艺过程 |
| 2.2 激光熔覆修复技术数值模拟 |
| 2.2.1 数值模拟过程特点 |
| 2.2.2 热循环中的应力与应变 |
| 2.3 激光熔覆修复技术温度场分析基础 |
| 2.3.1 热量传递三大过程 |
| 2.3.2 温度场分析控制方程 |
| 2.3.3 温度场分析边界条件 |
| 2.4 激光熔覆修复技术残余应力分析基础 |
| 2.4.1 残余应力分析三大准则 |
| 2.4.2 热弹塑性理论 |
| 2.5 变曲率叶片有限元分析前提 |
| 2.5.1 有限元分析假设 |
| 2.5.2 计算单元类型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆修复有限元分析模型与设置 |
| 3.1 变曲率叶片模型 |
| 3.1.1 航空发动机叶片材料 |
| 3.1.2 变曲率叶片几何模型 |
| 3.1.3 单元生死与网格划分技术 |
| 3.1.4 相变潜热的处理 |
| 3.1.5 网格独立性验证 |
| 3.2 温度场边界条件 |
| 3.2.1 三类边界条件的设定 |
| 3.2.2 常见热源模型计算程序 |
| 3.2.3 热源模型计算程序优化 |
| 3.2.4 优化热源模型计算程序的验证 |
| 3.2.5 激光热源模型 |
| 3.3 双椭球体热源模型参数确定 |
| 3.3.1 椭球热源宽度 |
| 3.3.2 椭球热源深度 |
| 3.3.3 激光加载步长 |
| 3.3.4 激光电弧参数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 变曲率叶片激光熔覆修复的温度场分析 |
| 4.1 激光参数的影响 |
| 4.1.1 激光功率的影响 |
| 4.1.2 激光扫描速度的影响 |
| 4.1.3 激光单层扫描路径的影响 |
| 4.2 激光熔覆单层修复工艺参数及影响 |
| 4.2.1 基体预热温度的影响 |
| 4.2.2 道间冷却时间的影响 |
| 4.2.3 搭接率的影响 |
| 4.3 激光熔覆多层修复工艺参数及影响 |
| 4.3.1 激光多层扫描路径的影响 |
| 4.3.2 层间冷却时间的影响 |
| 4.3.3 激光多层功率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 变曲率叶片激光熔覆修复的热固耦合分析 |
| 5.1 激光熔覆修复有限元热固耦合设置 |
| 5.1.1 热固耦合方法 |
| 5.1.2 边界条件设置 |
| 5.2 激光熔覆单层修复工艺参数及影响 |
| 5.2.1 基体预热温度的影响 |
| 5.2.2 道间冷却时间的影响 |
| 5.2.3 搭接率的影响 |
| 5.3 激光熔覆多层修复工艺参数及影响 |
| 5.3.1 激光多层扫描路径的影响 |
| 5.3.2 层间冷却时间的影响 |
| 5.3.3 激光多层功率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）SLM动态热力耦合仿真与工艺参数优化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| k符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 增材制造技术 |
| 1.1.2 选区激光熔化工艺 |
| 1.1.3 当前亟待解决的问题 |
| 1.2 选区激光熔化工艺研究进展 |
| 1.2.1 SLM成形热力作用研究 |
| 1.2.2 SLM工艺参数优化研究 |
| 1.2.3 智能算法在激光加工等工艺优化中的应用 |
| 1.3 本文所做的主要工作 |
| 1.4 研究意义与应用价值 |
| 第二章 工艺参数驱动的SLM成形动态热力耦合仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 研究思路 |
| 2.2.1 SLM成形中的热力效应 |
| 2.2.2 SLM有限元仿真思路 |
| 2.2.3 SLM有限元仿真关键技术 |
| 2.3 动态热源循环传热模型 |
| 2.3.1 定义激光热源 |
| 2.3.2 构建循环传热模型 |
| 2.3.3 热力耦合过程分析 |
| 2.3.4 定义热边界条件 |
| 2.3.5 热弹性方程求解 |
| 2.4 SLM成形动态热力耦合仿真 |
| 2.4.1 主要求解步骤 |
| 2.4.2 构建仿真模型 |
| 2.4.3 规划仿真流程 |
| 2.5 SLM热力耦合仿真结果分析 |
| 2.5.1 熔池形貌分析 |
| 2.5.2 温度场结果 |
| 2.5.3 应力场结果 |
| 2.6 实验验证 |
| 2.6.1 实验过程设计 |
| 2.6.2 实验结果及分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于动态热力耦合的SLM工艺参数匹配分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SLM工艺参数匹配要求 |
| 3.3 循环热力耦合作用的多工艺参数匹配仿真 |
| 3.3.1 仿真模型设计 |
| 3.3.2 仿真结果及分析 |
| 3.4 SLM工艺参数匹配性实验验证 |
| 3.4.1 实验设计 |
| 3.4.2 实验过程 |
| 3.4.3 实验结果 |
| 3.5 SLM工艺参数匹配方法分析 |
| 3.5.1 仿真与实验对比 |
| 3.5.2 工艺匹配性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于复合算法的SLM多工艺参数优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合算法构建 |
| 4.2.1 基本算法改进及应用 |
| 4.2.2 复合算法构建过程 |
| 4.2.3 复合算法工作流程 |
| 4.3 面向多工艺参数匹配优化的复合算法实现 |
| 4.3.1 BP算法实现 |
| 4.3.2 PSO算法实现 |
| 4.3.3 复合算法实现 |
| 4.4 SLM工艺参数优化及结果分析 |
| 4.4.1 学习样本构建及运行调试 |
| 4.4.2 基本工艺参数热力评估运行分析 |
| 4.4.3 主要工艺参数智能匹配优化运行分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 SLM成形的热力耦合机理及工艺参数影响规律 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SLM成形热力耦合作用机理 |
| 5.2.1 循环温度场演变分析 |
| 5.2.2 累积热应力形成的过程 |
| 5.2.3 成形晶粒晶向分析 |
| 5.2.4 热力耦合作用机理 |
| 5.3 SLM主要工艺参数对热力影响规律 |
| 5.3.1 激光功率对热力作用的影响 |
| 5.3.2 扫描速度对热力作用的影响 |
| 5.3.3 扫描路径对热力作用的影响 |
| 5.3.4 激光搭接率对热力作用的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）蠕墨铸铁激光表面改性热力耦合仿真及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究目的及主要内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方案 |
| 第二章 蠕墨铸铁激光表面改性有限元分析模型 |
| 2.1 温度场仿真数学模型 |
| 2.2 应力场仿真数学模型 |
| 2.3 材料热物性参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 蠕墨铸铁激光相变硬化热力耦合仿真研究 |
| 3.1 激光参数对热力耦合场的影响 |
| 3.1.1 激光功率的影响 |
| 3.1.2 激光扫描速度的影响 |
| 3.1.3 激光光斑半径的影响 |
| 3.2 激光多道搭接对热力耦合场的影响 |
| 3.3 激光光束变换对热力耦合场的影响 |
| 3.3.1 激光功率的影响 |
| 3.3.2 激光加载时间的影响 |
| 3.4 激光光束离散对热力耦合场的影响 |
| 3.4.1 激光功率的影响 |
| 3.4.2 激光加载时间的影响 |
| 3.5 激光光束能量离散对热力耦合场的影响 |
| 3.5.1 激光功率密度的影响 |
| 3.5.2 激光加载时间的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 蠕墨铸铁激光熔凝热力耦合仿真研究 |
| 4.1 激光扫描速度对热力耦合场的影响 |
| 4.1.1 温度场仿真结果 |
| 4.1.2 应力场仿真结果 |
| 4.1.3 仿真结果验证 |
| 4.2 预热温度对热力耦合场的影响 |
| 4.2.1 温度场仿真结果 |
| 4.2.2 应力场仿真结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 蠕墨铸铁激光表面改性实验研究 |
| 5.1 实验材料及方法 |
| 5.2 宏观形貌与显微组织 |
| 5.3 显微硬度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（10）激光内壁熔覆工艺数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及研究意义 |
| 1.2 内壁传统修复及强化技术 |
| 1.3 激光熔覆技术国内外发展现状 |
| 1.3.1 激光熔覆工艺研究现状 |
| 1.3.2 激光熔覆数值模拟研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 激光内壁熔覆模型建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 EPA技术与传统生死单元技术 |
| 2.3 传热模型及理论 |
| 2.3.1 热传导三定律 |
| 2.3.2 热传导的有限元方程 |
| 2.4 有限元热弹塑性模型 |
| 2.4.1 材料初始屈服条件 |
| 2.4.2 流动准则 |
| 2.4.3 强化准则 |
| 2.5 内壁熔覆模型的建立 |
| 2.5.1 几何网格划分及力学边界条件 |
| 2.5.2 耦合场的分析及单元类型的选择 |
| 2.6 内壁熔覆热源模型的选择与加载 |
| 2.6.1 热源模型的选择 |
| 2.6.2 热源模型的加载 |
| 2.6.3 材料热物理性能参数 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 激光内壁熔覆温度场模拟分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单道熔覆温度分布 |
| 3.2.1 温度分布云图 |
| 3.2.2 单道熔覆热循环曲线 |
| 3.3 单层多道熔覆温度分布 |
| 3.3.1 温度分布曲线 |
| 3.3.2 单层多道熔覆温度梯度 |
| 3.4 多层多道熔覆温度场分析 |
| 3.4.1 温度分布曲线 |
| 3.4.2 多层多道熔覆温度梯度 |
| 3.5 工艺参数对温度场的影响 |
| 3.5.1 激光功率对温度场的影响 |
| 3.5.2 扫描速度对温度场的影响 |
| 3.6 结构尺寸对温度场的影响 |
| 3.6.1 壁厚对温度场的影响 |
| 3.6.2 曲率对温度场的影响 |
| 3.7 总结 |
| 第四章 激光内壁熔覆应力场模拟分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 应力耦合计算方法 |
| 4.3 单道熔覆应力场分析 |
| 4.3.1 坐标系转换 |
| 4.3.2 单道熔覆应力场分析 |
| 4.4 单层多道熔覆应力场分析 |
| 4.4.1 单层多道熔覆应力场分布云图 |
| 4.4.2 单层多道熔覆应力场分析 |
| 4.5 多层多道熔覆应力场分析 |
| 4.5.1 多层多道熔覆应力场分布云图 |
| 4.5.2 多层多道熔覆应力分布曲线 |
| 4.6 工艺参数对多层多道熔覆应力场的影响 |
| 4.6.1 激光功率对应力场的影响 |
| 4.6.2 扫描速度对应力场的影响 |
| 4.7 结构尺寸对多层多道熔覆应力场影响 |
| 4.7.1 壁厚对应力场的影响 |
| 4.7.2 曲率对应力场的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 激光内壁熔覆工艺实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光内壁熔覆工艺实验 |
| 5.2.1 实验设备 |
| 5.2.2 实验过程 |
| 5.3 温度场验证 |
| 5.3.1 温度验证设备 |
| 5.3.2 温度验证结果分析 |
| 5.4 残余应力验证 |
| 5.4.1 残余应力验证设备 |
| 5.4.2 残余应力验证结果分析 |
| 5.5 熔覆层宏观形貌验证 |
| 5.5.1 工艺参数对熔覆层宏观形貌影响 |
| 5.5.2 工艺参数对稀释率的影响 |
| 5.6 熔覆层组织及性能分析 |
| 5.6.1 金相组织分析 |
| 5.6.2 显微硬度测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 参与的科研项目及获奖情况 |
| 3 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
四、激光熔覆过程热力耦合有限元温度场分析（论文参考文献）
- [1]激光熔化沉积成形过程数值模拟研究现状[J]. 崔朝兴,董世运,胡效东,闫世兴,姜浩涌. 材料导报, 2022(02)
- [2]Inconel718合金电子束熔覆成形及热作用仿真研究[D]. 卢儒学. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [3]超声辅助模具磨损表面激光熔覆修复层的数值模拟[D]. 刘大宇. 哈尔滨理工大学, 2021(02)
- [4]新型Al2O3-Fe涂层激光熔覆原位制造过程的热-力研究[D]. 方威. 燕山大学, 2021
- [5]多振镜3D打印平台的扫描策略研究与软件系统实现[D]. 王智源. 北京交通大学, 2021(02)
- [6]再制造凸轮轴质量评价及其再役可靠性研究[D]. 张文嘉. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [7]航空发动机变曲率叶片的激光熔覆修复技术数值仿真模拟研究[D]. 赵元. 燕山大学, 2021(01)
- [8]SLM动态热力耦合仿真与工艺参数优化技术研究[D]. 边培莹. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]蠕墨铸铁激光表面改性热力耦合仿真及实验研究[D]. 谭雯丹. 中国民航大学, 2020(01)
- [10]激光内壁熔覆工艺数值模拟及实验研究[D]. 蔡仲尧. 浙江工业大学, 2020(08)