醫(yī)用鈦合金激光快速成形機(jī)理研究.pdf

1、采用金屬快速成形技術(shù)能夠快捷地制造出復(fù)雜形狀的金屬零件，目前已經(jīng)越來(lái)越受到企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的重視。對(duì)快速成形制件質(zhì)量的研究是控制成形制件質(zhì)量的關(guān)鍵。溫度作為成形過(guò)程中的核心要素，對(duì)制件的質(zhì)量有著決定性的影響作用，通過(guò)有限元法實(shí)現(xiàn)成形過(guò)程溫度場(chǎng)的仿真可以預(yù)知工藝參數(shù)對(duì)溫度的影響作用;通過(guò)耦合有限元法和元胞自動(dòng)機(jī)可以再現(xiàn)快速成形過(guò)程的晶體組織形成過(guò)程。
　　本文研究了快速成形的加工機(jī)理以及微觀組織的形成機(jī)理，建立了成形過(guò)程的熱行為模型以

2、及組織演變模型，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)成形過(guò)程的溫度場(chǎng)以及微觀組織進(jìn)行了仿真研究。主要研究工作有以下幾點(diǎn):
　　(1)在大量查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行全面的綜述，闡述研究的必要性及其意義。
　　(2)研究金屬材料對(duì)激光的吸收作用并確定熔覆功率的求解方法，對(duì)成形過(guò)程中的熱行為進(jìn)行描述，利用ANSYS的熱力學(xué)模塊再現(xiàn)成形過(guò)程的溫度變化情況，并對(duì)關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響作用進(jìn)行分析研究。
　　(3

3、)闡述金屬晶體的形核和長(zhǎng)大機(jī)理，為晶體組織的仿真模擬提供理論依據(jù)，并說(shuō)明用元胞自動(dòng)機(jī)方法去模擬微觀組織的可行性和優(yōu)越性。
　　(4)基于晶體的形核和生長(zhǎng)機(jī)理建立純金屬晶體組織形成的元胞自動(dòng)機(jī)模型，該模型需要能夠?qū)崿F(xiàn)晶粒的擇優(yōu)生長(zhǎng)。
　　(5)研究宏微觀的耦合算法，將建立的宏觀有限元模型和微觀元胞自動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行耦合以實(shí)現(xiàn)對(duì)快速成形晶體組織的模擬，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行研究。通過(guò)一個(gè)圖形用戶(hù)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真過(guò)程的時(shí)時(shí)控制。