XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System残余应力
轴类零件激光熔覆多场耦合数值模拟研究
摘要：轴类零件由于长期在恶劣环境下运行，很多关键零部件遭受腐蚀、磨损等问题，导致零件失效，无法继续服役，对失效零部件进行修复，提高其使用寿命势在必行。设计正交试验方案，基于ANSYS仿真平台，对4140合金结构钢激光熔覆Inconel 718合金粉末过程进行数值模拟，根据热平衡原理推导熔覆层厚度关系方程，建立有限元模型，耦合温度场、应力场和流体场3个模块，并通过不同模块分析，实现对激光熔覆不同过程的监控。最优熔覆参数为激光功率1000 W、扫描速度15 rad/s、光斑半径1.5 mm，热应力最大值为696 Mpa，残余应力最小值为281 Mpa，三因素对热应力最大值的影响程度为：激光功率>光斑半径>扫描速度。熔池在熔化过程中出现熔化“尖角”现象，内部呈现双涡流效应，最大流速为0.02 m/s。由于驱动力不同，凝固过程各个阶段呈现不同的形态。本文对激光熔覆过程进行了多场耦合数值模拟，获得了熔覆层残余应力较低的最优熔覆参数。熔化过程中熔池逐渐长大、扩大，但激光加载时间有限，熔池尺寸和形状最终固定，且熔池内部存在从中心向截面两侧流动的涡流，形成双涡流效应。凝固分为四个阶段，完成熔池液相向固相的转变，形成熔覆层。采用多场耦合数值模拟技术对熔覆层的温度场、应力场和流场进行分析，为后续激光熔覆实验提供熔覆层残余应力、表面质量的理论依据。
独立超薄膜的泊松比和残余应变
利用拉伸桥中的横向起皱现象来表征超薄膜 (<100 nm) 的泊松比和残余应变。该测试方法利用残余应力驱动结构和易于复制的洁净室制造和计量技术，可无缝整合到薄膜生产装配线上。独立式矩形超薄膜桥采用可产生可重复横向起皱图案的尺寸制造。基于非线性 Koiter 板壳能量公式进行数值建模，将泊松比和残余应变与测得的起皱变形关联起来。泊松比会影响峰值幅度，而不会显著改变皱纹的波长。相比之下，应变会同时影响波长和幅度。使用 65 nm 厚的铜膜演示了概念验证。测量结果显示泊松比为 0.34 ± 0.05，拉伸残余应变为 (6.8 ± 0.8)x 10 − 3。测量的残余应变与使用相同薄膜的交替残余应力驱动测试结构测得的残余应变 (7.1 ± 0.2)x 10 − 3 高度一致。
表面光洁度对 Inconel 718 高周疲劳的影响
Inconel 718 是一种镍基超级合金，由于其在高温下具有出色的性能，因此是常用的火箭发动机材料。其疲劳寿命在很大程度上取决于表面粗糙度，因为疲劳会在表面引入和扩展裂纹。Aerojet Rocketdyne 设定的零件标准通常要求表面粗糙度值为 64 至 125 Ra。但是，精加工过程中产生的表面形貌和残余应力也会影响疲劳性能。该项目的具体目标是进行文献综述并编写实验方法，以确定车削、喷砂和抛光产生的表面粗糙度、形貌和残余应力如何累积影响中高周疲劳。现有文献显示，经过固溶处理和时效处理的抛光 Inconel 718 在 500 至 600 MPa 的应力幅度范围内达到高周疲劳状态。此范围将成为为 Aerojet 使用的常见精加工工艺（抛光、车削和喷砂）生成有用的 S-N 曲线的起点。测试方法和分析技术将包括使用 Ambios XP1 触针轮廓仪进行表面粗糙度测量、表面形貌的扫描电子显微镜 (SEM) 成像、完全反向悬臂弯曲疲劳测试和 SEM 断裂分析。解决的安全问题与疲劳测试、喷砂和使用 Kalling 溶液蚀刻 Inconel 718 金相学样品有关。
SMTC 会议录 Word 模板（2004 年修订版）— 标题 Times New Roman，粗体，18 号，左对齐
1 全球工程与材料公司，2 西北大学工程科学与应用数学 本文表达的观点为作者观点，不应被视为官方观点或反映指挥官或美国海军的观点。 摘要 本文概述了我们最近增强的 Abaqus 3D 扩展有限元工具包 (XFA3D)，用于评估块载荷下焊接铝结构的疲劳损伤。 为了减轻在焊接引起的残余应力场下任意裂纹的插入和扩展所带来的计算负担，将节点丰富位移场与水平集描述相结合，与混合隐式和显式裂纹表示方法相结合。 实现了简化的残余应力表征，而无需在裂纹扩展的每个步骤中调用两个单独的分析。 采用应力比相关的疲劳损伤累积模型来计算任意多块载荷谱下的疲劳损伤累积。首先对孔板和多孔梁中曲线疲劳裂纹扩展预测的模拟进行能力验证，然后将其应用于三个具有初始缺陷的焊接部件，包括对接焊缝拉伸试样、具有半椭圆表面缺陷的十字形拉伸试样和具有贯穿厚度裂纹的焊接 T 型接头。
材料表征
变体选择是钛合金中一种常见而复杂的现象，不仅受影响变体形核过程的微观组织特征（如晶粒取向、晶界、残余α相等）的支配，而且受冷却速率、残余应力等动力学因素的显著影响，尤其对于增材制造的钛合金。为研究冷却速率对激光立体成形(LSF) Ti-6Al-4V合金变体选择的影响，系统研究了激光立体成形样品(具有不同的冷却速率)不同区域但属于同一个β晶粒的α变体的选择。利用电子背散射衍射(EBSD)数据显示，虽然12种α变体均出现在不同的冷却速率下，但一些变体的面积百分比明显偏离不同冷却速率下相应的理论值。为定量表征变体选择的变化，进一步对按角度/轴类型区分的α / α边界长度分数进行统计分析。结果表明，由于残余应力较大，当冷却速度较高时（底部区域），IV 型 α / α 边界的长度分数（63.26 ◦ /[ − 10 5 5 – 3]）大于其他类型的 α / α 边界的长度分数；而当冷却速度较低时（中间区域），II 型 α / α 边界（60 ◦ /[11 – 20]）占主导地位，这可归因于 β → α 相变过程中的自调节机制。了解冷却速度对 α 变体选择的影响有助于理解 LSFed Ti 合金中的微观组织演变。
博士阿伦·库马尔·拉伊
研究领域涵盖使用激光增材制造工艺开发与核工业、航空航天工业和其他工业相关的各种先进工程材料。通过使用不同的先进表征技术研究激光加工材料的微观结构和相场演变，建立微观结构和性能相关性。了解相变和相稳定性对使用激光增材制造工艺开发的原始材料和后处理材料性能的影响。通过近表面微观结构改性和产生压缩残余应力，使用激光冲击喷丸增强材料性能。
短通讯激光重熔及超高速激光熔覆镍基A合金表面质量及耐腐蚀性能研究
1 西安大学陕西省表面工程与再制造重点实验室，西安 710065 2 西安大学西安植入器械原型与优化重点实验室，西安 710065 3 西安交通大学材料力学行为国家重点实验室，西安 710049 * 电子邮件；liumingxia1121@163.com 收稿日期：2022 年 1 月 6 日/接受日期：2022 年 2 月 22 日/发表日期：2022 年 4 月 5 日 采用超高速激光熔覆-随后的激光重熔（EHLA-LR）在 2Cr13 钢基体上制备镍基涂层。详细研究了激光重熔（LR）处理对超高速激光熔覆（EHLA）涂层的形貌、微观组织、残余应力和耐腐蚀性能的影响。结果表明:EHLA-LR一体化工艺可使涂层表面粗糙度降低86%、表面致密性提高、表面平整度得到优化。EHLA-LR涂层近表面枝晶间距减小,晶粒细化,经LR处理后涂层物相变化不大。结果表明:涂层残余压应力基本保持不变,但经LR处理后残余压应力略有降低。此外,由于LR工艺提高了涂层表面致密性、细化了晶粒,EHLA-LR涂层的耐腐蚀性能优于EHLA涂层。关键词:超高速激光熔覆;激光重熔;微观组织;晶粒细化;残余应力;耐腐蚀性能