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电缆弧增材制造:使用多物理模拟对工艺参数的研究.

You Sung Han1

  • 1Department of Mechatronics Engineering, Incheon National University, 119 Academy-ro, Yeonsu-gu, Incheon 22012, Republic of Korea.

Materials (Basel, Switzerland)
|December 9, 2023
PubMed
概括

扫描模式和速度对丝弧增材制造 (WAAM) 中的残余应力产生了重大影响. 替代扫描模式可以最大限度地减少压力,而更高的扫描速度可以增加马石的形成.

科学领域:

  • 材料科学 材料科学 材料科学
  • 机械工程 机械工程
  • 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

  • 电弧增材制造 (WAAM) 是制造大型金属元件的关键技术.
  • 了解过程-结构-属性关系对于优化WAAM至关重要.
  • 其余应力和相位转换显著影响元件完整性.

研究的目的:

  • 研究扫描模式和速度对热形状的影响.
  • 在WAAM中分析相位转换和残余应力生成.
  • 为控制WAAM过程参数提供见解.

主要方法:

  • 使用ABAQUS UMAT开发一个有限元素 (FE) 数值模型.
  • 将相位演变和转变可塑性纳入模型.
  • 用不同的扫描策略和速度模拟WAAM沉积.

主要成果:

  • 扫描模式显著影响热量的积累和冷却速度,影响剩余应力.
  • 外入扫描模式导致最大的残余应力.
  • 交替扫描模式导致最小的残余应力.
  • 增加的扫描速度降低了峰值温度,加快了冷却,增加了马石体积分数.
关键词:
有限元分析是有限元分析.阶段转换的相位转换.剩余压力是一种残留压力.电缆弧增材制造 电缆弧增材制造

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结论:

  • 扫描策略是减轻WAAM残留压力的关键参数.
  • 扫描速度会影响热形状和马石的形成.
  • 开发的FE模型为预测WAAM结果提供了一个有价值的工具.