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电线制造的钢板的疲劳测试和分析
电线定向能量沉积（DED），也称为电线 - 弧形添加剂制造（WAAM），是一种金属3D打印技术，以其高效率，成本效益，构建量表的灵活性以及对建筑行业的适用性而闻名。但是，仍然缺乏有关WAAM元素结构性表现的基本数据，尤其是关于其疲劳行为的基本数据。因此，已经进行了对WAAM钢板疲劳行为的全面实验研究，并在此报告。在几何，机械和微观结构表征之后，在单轴高周期疲劳载荷下测试了一系列WAAM优惠券。已经进行了涵盖各种应力范围和应力比（r = 0.1、0.2、0.3和0.4）的正式和加工息票的75次疲劳测试。数值模拟也研究了由其表面起伏引起的局部应力浓度。使用恒定寿命图（CLD）和S -n（应激寿命）di agrams分析疲劳测试结果，该结果基于标称和局部应力。CLDS表明，未建造的WAAM钢的疲劳强度对不同的应力比相对不敏感。S -n图显示，相对于机械加工材料，在疲劳耐力限制的疲劳耐力极限中，表面起伏的降低约为35％，在同一负载水平下疲劳寿命减少了约60％。还为WAAM钢提出了基于标称应力的初步压力和基于局部应力的S-N曲线。表明，AS建造和加工的WAAM优惠券分别表现出与常规钢对接焊缝和S355结构钢板的相似疲劳行为。
通过激光粉末床熔融黑色 TiO2-x 掺杂氧化铝颗粒制造的减少裂纹的氧化铝/钛酸铝复合添加剂
激光粉末床熔合是一项新兴的工业技术，尤其适用于金属和聚合物应用。然而，由于氧化物陶瓷的抗热震性低、致密化程度低以及在可见光或近红外范围内的光吸收率低，将其应用于氧化物陶瓷仍然具有挑战性。在本文中，给出了一种增加粉末吸收率和减少激光加工氧化铝零件过程中开裂的解决方案。这是通过在喷雾干燥的氧化铝颗粒中使用均匀分散和还原的二氧化钛添加剂（TiO 2 − x）来实现的，从而导致在粉末床熔合过程中形成具有改善的热震行为的钛酸铝。评估了不同还原温度对这些颗粒的粉末床密度、流动性、光吸收和晶粒生长的影响。使用含有 50 mol% (43.4 vol%) TiO 2 − x 的粉末可以制造出密度为 96.5%、抗压强度为 346.6 MPa 和杨氏模量为 90.2 GPa 的裂纹减少的零件。
关于316升添加性制造合金谷物精致起源的新见解
基于新的实验观察结果，对影响316L不锈钢组件的激光粉末床融合添加剂制造的因素进行了全面分析。与现有的假设相反，研究表明，固化模式和粉末中纳米氧化物的存在都没有足以充分阐明观察到的谷物细化。相反，这项研究突出了强烈铁氧体形成组成与同时存在Mn-Si纳米氧化物之间的复杂相互作用，这是微结构改进过程的重要贡献者。这项研究探讨了涉及纳米氧化物的异质成核机制的作用，并为激光粉末床融合过程中的固化机制提供了新的见解，从而增强了我们对激光粉末床融合过程中微观结构控制的理解，并为高级材料工程提供新颖的观点。
增材制造薄壁金属晶格的破碎：双尺度应变局部化分析
建筑结构的响应以多尺度运动学为特征，其复杂关系及其对工程荷载响应的影响仍未完全了解，因此需要进一步研究。更确切地说，缺乏能够提供多尺度数据的实验方法仍然是一个关键问题。本文介绍了对定向能量沉积制造的薄壁拉胀金属晶格进行的压溃试验的实验和数值分析。这项工作重点关注发生在 (a) 晶胞微观尺度和 (b) 对应于均质连续体的宏观尺度上的两尺度应变局部化。感兴趣的结构被定义为 2D 拉胀线框的挤压，并允许应用专门用于识别两个考虑尺度上的运动学的改进的数字图像相关方案。具体而言，通过跟踪晶格交叉的变形来研究微观运动学，而从虚拟晶胞角的运动推导出宏观应变。结果表明，晶格的整体弹塑性响应完全由特定位置的塑性铰链形成所驱动，从而导致特征变形模式，并最终导致相邻晶胞的集体行为。配套有限元计算与实验结果非常吻合，因此能够评估建模假设、晶胞几何形状、应变率和几何缺陷对建筑材料整体响应的影响。
定向能量沉积制造或修复的 316L 不锈钢样品在循环载荷下的自热行为
本文旨在评估一种自热测试方法，用于表征单道厚度增材制造试件的疲劳性能。它还评估了微观结构取向相对于载荷方向对耗散行为和微裂纹起始的影响。所研究的 316L 不锈钢试件采用定向能量沉积技术制造，有两种配置：(i) 完全打印试件（2 个取向）和 (ii) 修复试件。本文首先介绍形态学和晶体学纹理分析，其次介绍一系列循环载荷下的自热测试。微观结构分析显示，晶粒伸长，其尺寸、形状和优选取向由工艺参数控制。循环拉伸载荷下的自热测量证明，可以通过红外测量对小规模、薄试件进行耗散估算。自热曲线可以成功地用 Munier 模型表示。此外，可以建立打印参数和自热结果之间的几种联系。例如，连续沉积层之间的垂直增量越小，平均
通过定向能量沉积制造的薄壁结构中的残余应力：原位测量，快速的热机械模拟和屈曲
制造菌株和随后的残余应力是薄壁结构行为的关键要素，因为它们会引起屈曲，翘曲和失败。这项工作通过使用定向能量沉积的薄壁结构进行了对这些特征的合并实验和数值分析。通过使用红外和光学摄像头，在整个部分以及整个过程中都确定了在制造过程中温度和计划位移场中的原位测量值。这项工作的一种新颖性是在不停止制造的情况下确定位移场，与大多数现有方法不同，这大大简化了该过程的监视。此外，已经开发了该过程的数值建模来研究残余应力的形成。所提出的方法的一种新颖性是通过解耦热和机械问题来达到相当短的计算时间，这对于参数研究很有趣。结果是相关的，因为计算的温度和位移场与原位测量非常吻合。互补的屈曲分析还显示了该模型由于过度过度偏转而预测必须停止制造的能力。因此，所提出的模型可以用作为给定零件选择合适的过程参数的工具。
设计，制造和评估由旋转成型制造的小型涡轮刀片
摘要可再生能源的概念已在世界上深深地根深蒂固，吸引了越来越多的研究人员和行业专业人员投入大量资源来推动更有效的系统的开发。虽然当前的大型风力涡轮机叶片达到50 m的长度，并且通常作为单个实体制造，但本研究的重点是专门针对小型涡轮机量身定制的刀片剖面的设计和评估。使用旋转成型制造刀片，采用各种聚合物（包括热塞和热塑性）的聚合物。为增强其机械性能，将泡沫掺入聚氨酯和聚乙烯叶片中。通过机械分析来评估各种配方和泡沫来评估合适的刀片。空气动力学分析是在不同的风速和俯仰角范围内进行的。结果表明功率系数（CP）接近0.5。
数字图像相关法用于增材制造 316L 薄壁变形模式的微观结构分析
在增材制造中，工艺参数直接影响材料的微观结构，从而影响所制造部件的机械性能。本文旨在通过在扫描电子显微镜 (SEM) 下结合高分辨率数字图像相关 (HR-DIC) 和电子背散射衍射 (EBSD) 图进行原位拉伸试验来表征局部微观结构响应，从而探索这种关系。所研究的样本是从通过定向能量沉积构建的双向打印单道厚度 316L 不锈钢壁中提取的。通过统计分析表征了晶粒的形态和晶体学纹理，并将其与该工艺的特定热流模式相关联。根据晶粒大小将其分为位于打印层内的大柱状晶粒和位于连续层之间界面的小等轴晶粒。原位拉伸实验的加载方向垂直于或沿打印方向进行，并展示不同的变形机制。对每个晶粒的平均变形的统计分析表明，对于沿构建方向的拉伸载荷，小晶粒的变形小于大晶粒。此外，HR-DIC 与 EBSD 图相结合显示，在没有单个或成簇的小晶粒的情况下，应变局部化位于层间界面处。对于沿打印方向的拉伸载荷，应变局部化存在
定向能量沉积制造的薄壁结构中的残余应力：现场测量、快速热机械模拟和屈曲
制造应变和随后的残余应力是薄壁结构行为的关键因素，因为它们会引起屈曲、翘曲和失效。本文通过研究使用定向能量沉积的薄壁结构的增材制造，提出了对这些特征进行实验和数值分析的综合方法。使用红外和光学摄像机在整个部件和整个过程中识别制造过程中的温度和平面位移场的现场测量值。与大多数现有方法不同，本文的创新之处在于无需停止制造即可确定位移场，这大大简化了对过程的监控。此外，还开发了该过程的数值建模来研究残余应力的形成。所提出方法的创新之处在于通过将热问题和机械问题解耦，实现了相当短的计算时间，这对于参数研究来说很有趣。结果是相关的，因为计算出的温度和位移场与现场测量值非常吻合。补充屈曲分析还表明，该模型能够预测何时由于过度偏离计划挠度而必须停止制造。因此，所提出的模型可用作选择给定部件的合适工艺参数的工具。
通过定向能量沉积制造的 4V 试样
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