大多数当前的CSP植物都将硝酸盐盐混合物作为热存储介质。这些盐被用作纯粹明智的能量存储,在充电/放电周期期间,液态盐在冷水和冷罐之间抽水。由于硝酸盐降解为亚硝酸盐时发生的腐蚀引起的,这些系统限于大约560°C [2]。下一代CSP计划在更高的温度下运行,因此需要在650°C或更多的温度下运行的热量储能介质[1]。由于硝酸盐将在这些温度下分解,因此正在研究其他类型的盐,例如氟化物,氯化物和碳酸盐,以用于热量储能应用[3-7]。熔融氟化物盐已将大量研究重点视为传热液,并且是熔融盐反应器中核燃料的载体[8]。熔融氯化盐最近已经从CSP工业中获得了极大的兴趣,这主要是由于美国领导的GEN3 CSP项目,该项目旨在使用氯化物三元盐作为明智的热量储能培养基和高达800°C的温度下的热传递流体[9-12]。
摘要。本文介绍了为模拟不锈钢 SS316L 定向能量沉积中形成的熔池中的流体流动和传热而开发的数值模型。该模型结合了重要的热量和动量源项。能量源项包括激光能量、相变潜热、对流热损失、辐射热损失、蒸发热损失以及由于熔融颗粒沉积到熔池中而增加的能量。动量源项是由表面张力效应、热毛细(Marangoni)效应、热浮力、相变引起的动量衰减、熔融颗粒动量以及由于蒸发引起的反冲效应引起的。模拟表明,熔池中预测的流动和传热会影响最终的形状和尺寸。在当前采用的工艺参数下,熔池细长、宽而浅,具有凹陷的自由表面和向外的对流。向外流动是由熔池中心的高温主导区域引起的,因此表面张力的温度梯度为负。
C300 SS316L C300 SS316L 0–99 100 0.000 11.928 0.000 100 92.857 7.143 11.076 0.388 101 85.714 14.286 10.224 0.810 102 78.571 21.429 9.372 1.239 103 71.429 28.571 8.520 1.677 104 64.286 35.714 7.668 2.122 105 57.143 42.857 6.816 2.577 106 50.000 50.000 5.964 3.040 107 42.857 57.143 5.112 3.514 108 35.714 64.286 4.260 3.997 109 28.571 71.429 3.408 4.493 110 21.429 78.571 2.556 5.000 111 14.286 85.714 1.704 5.520 112 7.143 92.857 0.852 6.054 113–213 0.000 100 0.000 6.604
摘要:在这项工作中,通过通过记录和分析的离线数据来调整3轴笛卡尔运动学的限制,从而优化了具有锋利角的薄壁的生产,例如轴速度,加速度和X和Y轴的位置。该研究使用两种粉末材料(SS316L和IN718)使用激光进行了定向的能量沉积过程。用1毫米厚度获得薄壁,每层只有一个珠子,在90°处获得直/尖角。在调整位置参数G502以在Fagor 8070 CNC系统上定位精度后,可以在角落中获得最小的材料积聚的壁,并且在两种不同的精确的精度构造的0.11和0.24 mm之间,在0.11和0.24 mm之间具有恒定的层厚度和高度,并且具有恒定的层厚度和高度。通过确定编程速度的降低与定位的精度之间的正确平衡,以达到定义为墙角的点,速度为20 mm/s的速度为29%,速度为20 mm/s,速度为61%,速度为40 mm/s。墙壁显示出最小的缺陷,例如残余孔隙度,微观结构足够。
a 威斯康星大学麦迪逊分校机械工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 b 威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 c 威斯康星大学麦迪逊分校格兰杰工程研究所,美国威斯康星州麦迪逊 53706 ⸸ 通讯作者 摘要 拓扑优化 (TO) 与增材制造 (AM) 的结合有可能彻底改变现代设计和制造。然而,制造优化设计的实例很少,而经过实验测试的设计实例就更少了。缺乏验证再加上 AM 工艺对材料性能的影响,使我们对工艺-微观结构-性能关系的理解存在差距,而这对于开发整体设计优化框架至关重要。在这项工作中,使用定向能量沉积 (DED) 和选择性激光熔化 (SLM) 方法对功能设计进行了拓扑优化和制造。这是首次在 TO 背景下直接比较这些 AM 方法。在单轴位移控制拉伸载荷下,研究了 SS316L 和优化部件在制造和热处理条件下的机械性能,并与有限元建模 (FEM) 预测进行了比较。优化样品在试件中提供了压缩和拉伸载荷区域。实验结果表明 FEM 预测较为保守。微观结构分析表明,这种差异是由于增材制造过程中形成的细化微观结构,可增强高应力区域的材料强度。此外,由于晶粒尺寸更细化和位错结构更密集,SLM 样品表现出比 DED 样品更高的屈服强度。TO 结果对 AM 方法、后处理条件和机械性能差异很敏感。因此,通过结合微观结构特征来考虑制造部件中的局部微观结构变化,可以最好地优化用于 AM 框架的 TO。
