激光熔覆過程熱力耦合有限元分析.pdf

1、激光熔覆是一種具有良好應(yīng)用前景的表面處理技術(shù)。本文首先對激光熔覆技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了回顧，分別從工藝控制、熔覆層開裂、熔覆材料體系、熔覆過程數(shù)值模擬等不同角度對激光熔覆進(jìn)行了總結(jié)和分析。 有限元法是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的數(shù)值分析方法，本文對熱力過程有限元分析的理論與技術(shù)進(jìn)行了歸納，并對有限元分析軟件ANSYS的功能做了介紹。對激光熔覆過程溫度場變化情況進(jìn)行了有限元分析，得到了不同功率、不同預(yù)熱溫度條件下溫度場變化信息?；w材料選

2、用10號普通碳素鋼，熔覆層采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼。通過利用函數(shù)參量及單元“死”、“活”功能實(shí)現(xiàn)了激光束的移動及熔覆粉末的動態(tài)填加。分析結(jié)果表明激光功率對熔點(diǎn)處材料冷卻速率影響不大，而預(yù)熱溫度對熔點(diǎn)處材料冷卻速率影響較大。 以溫度分析結(jié)果為基礎(chǔ)，進(jìn)一步分析了不同預(yù)熱溫度條件下激光熔覆過程應(yīng)力、應(yīng)變場變化情況。分析結(jié)果表明，沿熔覆方向拉應(yīng)力值水平最高，是導(dǎo)致熔覆層開裂的主要原因。獲得了冷卻過程中塑性應(yīng)變隨溫度的變化曲線，為判