高沉积速率定向能量沉积工艺的主要挑战之一是材料沉积过程中产生的残余应力,这常常导致材料变形和性能不佳。适用于航空航天领域 DED 工艺的重要零件系列是薄壁部件,其特点是具有大基底表面积和肋状加强结构。在这里,基板可以设计为最终部件的一部分。基板集成到最终部件中可能会导致变形,这是由于加工过程中的残余应力释放造成的。因此,本文研究了各种基于粉末的激光金属沉积工艺参数和策略对增材制造的 Ti-6Al-4V 部件的残余应力状态以及加工过程中产生的应力释放的影响。分析是在加工过程中进行的,包括基板的在线应变测量。所采用的层去除方法允许基于分析和 FEM 模型确定加工区域特定的应力释放图。因此,计算了零件的初始残余应力状态,结果表明,尽管热处理解决了大部分残余应力,但在热处理零件中,根据处理过程中的零件夹紧情况,也发现了残余应力。此外,研究表明,靠近基材的层中存在显著的残余应力。
通过使用专门的几何学机械测试样品,研究了在单轴和多轴载荷条件下,在单轴和多轴载荷条件下研究了由激光粉床融合添加剂制造制造的不锈钢304L的可塑性和延性裂缝行为。材料各向异性通过在两个正交材料方向上提取样品提取。发现实验测量的可塑性行为是各向异性和应力状态依赖性的。使用实验数据校准的各向异性丘陵48可塑性模型能够准确捕获这种行为。考虑损伤起始和最终断裂,使用了一种合并的实验 - 计算方法来量化延性断裂行为。使用各向异性霍斯福德 - 库仑模型来捕获各向异性和应力状态依赖性裂缝行为。©2021 Elsevier Ltd.保留所有权利。