水轮机叶片激光增材再制造的温度场与应力场仿真研究

作     者：杨聃 李德红 陈志雄 赵坚 陈小明 Yang Dan;Li Dehong;Chen Zhixiong;Zhao Jian;Chen Xiaoming

作者机构：国网浙江省电力有限公司紧水滩水力发电厂浙江丽水323000 水利部杭州机械设计研究所浙江杭州310024 水利部产品质量标准研究所浙江杭州310024 

出 版 物：《应用激光》 (Applied Laser)

年 卷 期：2022年第42卷第1期

页      面：44-51页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国网浙江省电力有限公司科技项目(5211JS19001C) 

主　　题：激光增材再制造 仿真 温度场 应力场 

摘      要：水轮机转轮及叶片为水轮机的核心构件,但在水轮机长时间运转过程中易出现不同程度的空蚀现象。激光增材再制造技术由于具有效率高、热输入低、结合性能好等特点,可作为该类缺陷的有效修复手段。建立水轮机叶片激光增材再制造三维有限元模型,计算激光增材再制造区域温度场和应力场的瞬态分布规律。结果表明,激光增材再制造过程对水轮机叶片的温度、应力和应变影响主要集中在增材再制造区域附近。单道激光增材再制造热影响范围约为10 mm,四道激光增材再制造热影响范围上升至25 mm。此过程所产生的变形极小,在完成四道激光增材再制造后,中心横截面所产生的最大变形为0.15 mm,对水轮机叶片整体影响不大。