不同杆间夹角选区激光熔化增材成形点阵结构压缩性能研究

作     者：汤洛天 刘奋成 尤启凡 江五贵 刘丰刚 余小斌 张传奎 曾宙 

作者机构：南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52361010,52265053) 国家重点研发计划项目(2023YFB4605600) 中国航空科学基金项目(2023Z049056001,2022Z049056001) 江西省重大科技研发专项(20214ABC28W001) 

主　　题：点阵结构 选区激光熔化 TC4钛合金 杆间夹角 

摘      要：基于有限元仿真和准静态压缩试验研究了杆间夹角分别为60°、90°和120°BCC点阵结构的承载能力，得出了杆间夹角对点阵结构失效模式的影响规律。结果表明：压缩过程中点阵结构的吸能能力、吸能效率和压缩性能随着杆间夹角的增大呈现出先减小后增大的趋势；其中杆间夹角60°试样在失效前可吸收17.7 MJ/m3，能量吸收效率为64.3%，抗压强度达到391 MPa，综合性能最优异。模拟发现拉杆在压缩过程中表现出弯曲行为，计算得出三种试样的拉杆所受弯矩分别为1732 N·mm、2365 N·mm和5366 N·mm，杆间夹角的递增使得拉杆承受弯矩增大，故点阵结构随着杆间夹角的增大所表现出的剪切失效行为越明显。模拟结果显示杆间夹角60°试样为逐层塌陷失效，杆间夹角90°、120°试样为剪切失效，与试验结果保持一致。拉杆断裂模式均为韧性脆性混合断裂。