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材料科学与工程学报2025年第04期:钛合金电弧增材制造温度与残余应力数值模拟

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作者:孙康;肖笑;石红信;符成学;内田成明;

单位:龙门实验室;河南科技大学材料科学与工程学院;中国船舶集团有限公司第七二五研究所;大阪大学接合科学研究所;

摘要:电弧增材制造是一种高效、低成本增材制造技术,然而,电弧增材制造较高的残余应力会对增材零件的性能产生不利影响,因此,深入研究电弧增材制造过程中残余应力的形成机制、分布特性及其影响规律对于优化制造工艺、提升增材零件的性能至关重要。利用Abaqus软件建立了接近实际的钛合金电弧增材单道多层直壁零件的几何模型,通过数值模拟的方法,模拟了钛合金多层电弧增材过程中的温度场和残余应力场的分布。结果表明:随着增材层数的增加,熔池最高温度增加,冷却速率下降,在增材开始处和结束处出现残余应力集中;同时,由于增材重熔作用导致的应力释放效应,增材层数的增加会降低应力集中。

关键词:钛合金;;增材制造;;温度;;残余应力;;数值模拟

基金资助:河南省科技研发计划联合基金项目(222103810035);; 龙门实验室前沿探索课题(LMQYTSKT004);; 河南省本科高校青年骨干教师(2023GGJS044);; 河洛青年人才托举工程(2023HLTJ06)