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用前景的表面處理技術。本文首先對激光熔覆技術的發(fā)展進行了回顧，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行了總結和分析。 有限元法是20世紀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進行了歸納，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行了有限元分析，得到了不同功率、不同預熱溫度條件下溫度場變化信息。基體材料選

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”功能實現(xiàn)了激光束的移動及熔覆粉末的動態(tài)填加。分析結果表明激光功率對熔點處材料冷卻速率影響不大，而預熱溫度對熔點處材料冷卻速率影響較大。 以溫度分析結果為基礎，進一步分析了不同預熱溫度條件下激光熔覆過程應力、應變場變化情況。分析結果表明，沿熔覆方向拉應力值水平最高，是導致熔覆層開裂的主要原因。獲得了冷卻過程中塑性應變隨溫度的變化曲線，為判