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扫描路径对激光立体成形GH3536合金显微组织与拉伸性能的影响

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稀有金属材料与工程 2021年第9期50卷 3225-3232页

作者：张雪梁静静慈世伟杨树林李金国刘常升东北大学材料科学与工程学院各向异性与织构教育部重点实验室辽宁沈阳110819 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心辽宁沈阳110016

采用金相、XRD、SEM、拉伸等检测手段探究45°交叉光栅式与往复交叉光栅式2种扫描路径对激光立体成形GH3536合金的影响。结果表明,2种扫描路径对成形后的GH3536合金显微组织影响不大。基体都是γ相,并存在M_(23)C6与M_(6)C 2种类型的碳... 详细信息

采用金相、XRD、SEM、拉伸等检测手段探究45°交叉光栅式与往复交叉光栅式2种扫描路径对激光立体成形GH3536合金的影响。结果表明,2种扫描路径对成形后的GH3536合金显微组织影响不大。基体都是γ相,并存在M_(23)C6与M_(6)C 2种类型的碳化物。往复交叉光栅式的热量累积稍高于45°交叉光栅式,导致其孔隙率较大,成形高度较高。2种扫描路径的拉伸性能相近,断裂方式均为韧性断裂。裂纹发生在碳化物处,以沿晶断裂为主。

关键词： GH3536合金激光立体成形扫描路径显微组织拉伸性能

扫描路径对电子束选区熔化TC4成形件性能影响的数值模拟

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焊接学报 2009年第8期30卷 5-8页

作者：齐海波杨明辉齐芳娟石家庄铁道学院材料科学与工程分院石家庄050043 清华大学机械工程系北京100084

针对电子束选区熔化成形技术中扫描路径对成形件温度分布的影响,建立了模拟实际工况的有限元模型,并按照加载顺序对旋转成形件进行了单元排序.试验发现,长边、短边及分区扫描下起始边起点和终点均存在较大的温度梯度,旋转扫描不仅能有... 详细信息

针对电子束选区熔化成形技术中扫描路径对成形件温度分布的影响,建立了模拟实际工况的有限元模型,并按照加载顺序对旋转成形件进行了单元排序.试验发现,长边、短边及分区扫描下起始边起点和终点均存在较大的温度梯度,旋转扫描不仅能有效降低起始点温度下降程度,而且终点还存在正的温度梯度,避免了起始边温度迅速下降;成形件旋转与反向扫描相结合较大地改善了成形件内部的温度分布均匀程度,降低了成形件由于热应力而产生的翘曲变形.结果表明,采用优化得到的扫描方式成形了TC4钛合金拉伸试块,水平方向抗拉强度为1080MPa.

关键词：电子束选区熔化成形扫描路径数值模拟旋转扫描反向扫描

扫描路径对激光立体成形TC4构件热-力场的影响

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材料工程 2019年第12期47卷 55-62页

作者：鹿旭飞林鑫马良曹阳黄卫东西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部重点实验室西安710072

为减缓激光立体成形过程中由于大的热梯度导致的残余应力和变形,首先采用原位测量监测成形过程中基板的温度及变形演化,并以此校验有限元模型,然后利用校准模型研究不同扫描路径对激光立体成形TC4钛合金构件热-力场演化行为的影响。结... 详细信息

为减缓激光立体成形过程中由于大的热梯度导致的残余应力和变形,首先采用原位测量监测成形过程中基板的温度及变形演化,并以此校验有限元模型,然后利用校准模型研究不同扫描路径对激光立体成形TC4钛合金构件热-力场演化行为的影响。结果表明:模拟结果与实验吻合良好。最大热梯度和最大拉应力均出现在第一层扫描过程中,温度梯度随沉积层数增加而逐渐减小。长边单向扫描方式下基板的变形量最大,而采用短边往复扫描方式下残余应力和变形最小;采用棋盘格扫描方式能有效减小基板的变形,但不能减小构件的残余应力。另外,基板的横向弯曲变形能有效抑制基板的纵向弯曲,而相变诱导的应力释放对激光立体成形构件的残余应力和变形具有显著的影响。

关键词：扫描路径热-力场激光立体成形 TC4合金有限元分析

扫描路径对激光修复钛合金残余应力与变形的影响

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红外与激光工程 2015年第10期44卷 2926-2932页

作者：杨光丁林林王向明王华明钦兰云沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136 沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110135 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

为降低激光沉积修复钛合金基体的残余应力与变形,采用有限元参数化设计语言研究了不同激光扫描路径对修复基体残余应力与变形的影响,模拟了不同扫描路径下修复基体残余应力及不同修复层残余应力的分布情况,并对原因进行了分析。结果表明... 详细信息

为降低激光沉积修复钛合金基体的残余应力与变形,采用有限元参数化设计语言研究了不同激光扫描路径对修复基体残余应力与变形的影响,模拟了不同扫描路径下修复基体残余应力及不同修复层残余应力的分布情况,并对原因进行了分析。结果表明:不同扫描路径下基体两端残余应力值较大,修复层残余应力值两端高,中间低,采用层间交错扫描路径时,各修复层残余应力值大小和波动幅度降低,修复件表面平整度值最小。采用压痕法对不同扫描方式下修复件表面残余应力进行了测定,得到了不同扫描路径下基体变形曲线,并与模拟结果进行了比较,两者吻合较好,为提高激光修复质量提供了参考依据。

关键词：激光修复扫描路径残余应力变形

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扫描路径对选区激光熔化温度场的影响

激光与光电子学进展 2020年第5期57卷 148-156页

作者：王稳谢志江赵增亚张生永重庆大学机械工程学院重庆400044

对平行于长边和平行于短边的两种"Z"形扫描路径进行有限元仿真。综合考虑热传导、热对流、热辐射效应和温度对合金粉末材料热物性参数和相变潜热的影响,建立瞬态选区激光熔化(SLM)温度场有限元模型并与实验测得的残余应力数据和金相图... 详细信息

对平行于长边和平行于短边的两种"Z"形扫描路径进行有限元仿真。综合考虑热传导、热对流、热辐射效应和温度对合金粉末材料热物性参数和相变潜热的影响,建立瞬态选区激光熔化(SLM)温度场有限元模型并与实验测得的残余应力数据和金相图进行对比。结果表明:在SLM过程中,短边扫描形成的温度场更均匀,温度标准差和温度梯度更小,成形件的残余应力和孔隙更小;在扫描过程中,扫描区域边界点的温度梯度大于扫描区域中点的温度梯度,残余应力峰值出现在成形件边界处;通过预热基板,可以使温度场更均匀,减少温度标准差和温度梯度,达到减小成形件残余应力和孔隙的目的,提高成形质量。研究扫描路径对温度场的影响,可为提高SLM技术水平提供参考。

关键词：激光技术选区激光熔化扫描路径有限元仿真温度标准差温度梯度残余应力

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矩形测量面扫描测量声强时扫描路径研究

声学学报 2003年第5期28卷 447-452页

作者：周广林陈剑毕传兴陈心昭合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009

采用扫描法测量声强具有测量精度高、测量效率高的特点。扫描测量面的形式有多种,测量面上的扫描路径形式也有多种,扫描面形式及扫描路径的形式的确定是实施扫描测量前要解决的问题之一。矩形测量面是声强扫描时最常用和最容易实现的一... 详细信息

采用扫描法测量声强具有测量精度高、测量效率高的特点。扫描测量面的形式有多种,测量面上的扫描路径形式也有多种,扫描面形式及扫描路径的形式的确定是实施扫描测量前要解决的问题之一。矩形测量面是声强扫描时最常用和最容易实现的一种扫描测量面。对矩形测量面上几种扫描路径的分析研究结果表明:在速度恒定、声源稳定的前提下存在许多真实的扫描路径,只是有些扫描路径不能做到简单易行。扫描路径是否为真实的扫描路径与扫描速度无关,但扫描的收敛速度与扫描路径形式有关,在直线加半圆、方形、锯齿形三种扫描路径中,锯齿形扫描路径收敛速度最快,扫描面大小对扫描误差影响不大。

关键词：声强扫描路径扫描测量矩形测量面收敛速度声场

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扫描路径对选区激光熔化热力演变的影响

激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 283-291页

作者：边培莹徐可为尹恩怀叶芳霞张永建西安文理学院机械与材料工程学院陕西省表面工程与再制造重点实验室西安市智能增材制造重点实验室陕西西安710065 中国电子科技集团公司第二十研究所陕西西安710068

选区激光熔化(SLM)是增材制造成形的主要工艺方式,其应用越来越广泛。影响其成形性能的主要因素是工艺参数组合方案,而扫描方式是其中的一个关键参数。本文以两种最常用的扫描路径为研究对象,深刻揭示其热力影响规律。首先建立符合SLM... 详细信息

选区激光熔化(SLM)是增材制造成形的主要工艺方式,其应用越来越广泛。影响其成形性能的主要因素是工艺参数组合方案,而扫描方式是其中的一个关键参数。本文以两种最常用的扫描路径为研究对象,深刻揭示其热力影响规律。首先建立符合SLM工艺特点的热力耦合仿真模型,并基于有限元软件进行二次开发,实现不同路径的仿真模拟;然后以一组工艺参数为例进行了仿真,结果表明,条纹式扫描轨迹的熔池几何和热应力均大于棋盘式;最后,通过熔道形貌与残余应力测试等多组试验数据均验证了仿真结果的正确性。该研究探明了扫描轨迹对SLM成形热力的影响关系,并为工程实践应用提供了一种高效的工艺仿真方法,从而便于进行SLM成形质量预判分析。

关键词：激光技术选区激光熔化扫描路径热力仿真熔道形貌残余应力

基于Voronoi图的快速成型扫描路径规划

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南京航空航天大学学报 2005年第B11期37卷 149-153页

作者：杜永强刘会霞王霄信阳农业高等专科学校信阳464000 江苏大学机械工程学院镇江212013

平面轮廓边界偏置线的生成策略是螺旋扫描路径规划的关键,也是影响激光快速成型精度和效率的重要因素。文中论述了基于V orono i图理论的螺旋路径规划方法,主要内容包括:继承波阵面传播法思想的多连通域V orono i图算法;在分析内点特性... 详细信息

平面轮廓边界偏置线的生成策略是螺旋扫描路径规划的关键,也是影响激光快速成型精度和效率的重要因素。文中论述了基于V orono i图理论的螺旋路径规划方法,主要内容包括:继承波阵面传播法思想的多连通域V orono i图算法;在分析内点特性的基础上提出了两个概念和两个相关定理,并以这两个定理为基础提出了处理量更小的优化内点查找算法;偏置线生成及螺旋扫描路径的生成等。对于单连通域和多连通域的问题有着一致的处理思路,算法上更易实现,并且对单、多连通域使用统一的数据存储结构,方便工程应用。

关键词：快速成型 Voronoi图扫描路径算法

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基于电子束快速成形金属粉末扫描路径试验

焊接学报 2014年第10期35卷 81-84,117页

作者：陈云霞王小京陈善本姚舜河海大学机电工程学院常州213022 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003

扫描路径的优化对于提高电子束快速成形工艺的效率和加工质量具有较大影响,设计4种不同的电子束快速成形的扫描路径,针对投影扫描和轮廓线偏置扫描的温度场进行了有限元计算和试验.结果表明,采用轮廓线偏置扫描时只需较小的电子束电流... 详细信息

扫描路径的优化对于提高电子束快速成形工艺的效率和加工质量具有较大影响,设计4种不同的电子束快速成形的扫描路径,针对投影扫描和轮廓线偏置扫描的温度场进行了有限元计算和试验.结果表明,采用轮廓线偏置扫描时只需较小的电子束电流就能使粉末达到较高的温度,高温区域与扫描区域一致,即得到的成形区域与扫描区域一致,扫描区域上各点的熔化量也基本一致,成形件表面比较均匀平整,且有利于下次铺粉,成形效果均优于投影扫描.同时偏置间距越小,成形效果越好.

关键词：电子束烧结成形扫描路径能量密度数值模拟