摘要:残余应力是金属增材制造 (AM) 中零件或系统失效的主要原因之一,因为它们极易引起裂纹扩展和结构变形。尽管残余应力的形成已被广泛研究,但影响其在 AM 中发展的核心因素尚未完全揭示。迄今为止,已经开发出几种基于降低热梯度的策略来减轻 AM 中残余应力的表现;然而,如何选择最佳加工方案对于 AM 设计师来说仍不清楚。在这方面,与热变形和机械约束相关的屈服温度概念在控制残余应力方面起着至关重要的作用,但尚未得到充分研究,并且控制应力的相应方法也尚缺乏。为了进行此类研究,首先使用三杆模型来说明残余应力的形成机制及其主要原因。接下来,使用经过实验校准的热机械有限元模型来分析残余应力对扫描模式、预热、能量密度、部件几何形状和尺寸以及基板约束的敏感性。根据从此分析中获得的数值结果,提供了有关如何在 AM 过程中最大限度地减少残余应力的建议。
主要关键词