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摘要
为研究激光沉积TC4单道薄壁结构热力演化的尺寸效应,采用有限元仿真和实验相结合的方法,分析了薄壁结构长度对温度、应力和基板变形的影响,并通过热电偶测温、基板残余变形验证了模型的可靠性。结果表明,熔池温度随层数循环递增,停光瞬间,试件最高温度急速下降,最低温度以抛物线形式持续上升。长度增加,对熔池极值温度影响不大,但会导致冷却曲线曲率变小,稳定降温速率加快,温度梯度变大。沉积过程中首层应力最大,随层数增加,应力递减,冷却过程中又逐步回升。长度增加,导致首层应力增大,沉积过程中低应力区和冷却过程中高应力区均围绕在薄壁结构附近,其范围扩大,但数值未见增大。沉积过程中基板会产生方向和大小不断变化的纵向翘曲变形,冷却后固定为朝向光源。长度增加,翘曲会更加明显。冷却过程中,基板变形比温度和应力更早达到平衡。
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