针对选区激光熔化(SLM)工艺参数的匹配性对成形质量的影响,选取三种激光功率在不同的扫描速度和扫描方式下进行实验,研究了激光功率对熔池形貌及残余应力的影响。结果表明:随着激光功率增大,熔池的几何尺寸和成形件中的残余应力均变大。这主要是因为在上述参数序列下,随着激光功率增大,热流密度增大,相同层厚与截面下的温度梯度增大,熔池温度升高,熔池尺寸变大,从而导致成形件熔融时的晶面夹角及晶界间距较大,进而产生了较大的热应力,成形件冷却凝固后的残余应力过大。在实际应用中,通过合理设计匹配的工艺参数,可以得到较适合的熔池几何尺寸(即较合理的温度梯度分布),从而减小热应力,进而减小残余应力,得到成形质量较高的SLM工件。
2025-11-22 17:14:45 10.33MB 激光技术 工艺参数 残余应力
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在外磁场对定向凝固枝晶组织形貌的影响研究中,徐益民和张伟强两位学者探讨了外加稳恒横向磁场对合金定向凝固过程中枝晶组织形貌的影响。主要通过改变外加磁场的强度和固液界面移动速度,研究了这些参数如何影响合金凝固后枝晶一次臂间距的变化。实验选取了Al-4.0%Cu和Al-11%Si两种合金作为研究对象,通过水平定向凝固的实验方法,采用不同的牵引速度和磁场条件制备了多组试样,并对试样进行金相分析,测量枝晶一次臂间距,并绘制相应的变化曲线图。 实验结果表明,在外加磁场作用下,枝晶一次臂间距随着外磁场强度的增加而出现震荡波动增大的现象。这种现象的产生是由于热电磁流体动力学效应(TEHHD)和电磁制动效应(MHD)共同作用的结果。热电磁流体动力学效应是外磁场与热电流复合产生的效应,它可以推动溶质运动,形成热电磁流体速度场;而电磁制动效应则是在外加磁场与液相对流速度场、热电磁流体速度场复合作用下,产生抑制流体运动的效果,其制动力与磁场强度的平方成正比。 研究发现,在特定的凝固条件下,TEHHD和MHD哪一个发挥主要作用及其控制条件的确定,是实际应用外磁场控制金属凝固过程的关键问题。此外,对于TEHHD与MHD的交互作用是否存在的相对稳定阶段,以便于人为控制结晶组织形貌,也需要进一步的研究和验证。 实验方法中,将Al-4.0%Cu和Al-11%Si合金加工成特定尺寸的试样,并装在石英坩埚中,然后将其置于水平定向凝固装置上。通过加热系统熔融试样后,利用调速装置牵引凝固系统水平移动,使试样经历降温冷却过程。在这个过程中,施加横向稳恒磁场,并通过控制水平牵引速度和外加磁场强度来制备不同条件下的试样。通过金相分析,测量了一次臂间距,并绘制了其随外磁场强度和水平牵引速度变化的关系图。 实验结果显示,对于Al-4.0%Cu合金,在牵引速度较小时,一次臂间距随外加磁场的增大先增大后减小,出现极大值和极小值交替的现象。在牵引速度较大时,一次臂间距的震荡波动更为明显,总体上随外磁场强度增大而增大,但增大过程是反复波动的。对于Al-11%Si合金,也有类似的现象,但具体的变化规律会因牵引速度的不同而有所区别。 通过这一研究,可以为利用外加磁场来控制金属凝固过程的热量、质量、动量传输以及液态金属成型提供科学依据。这对于提高材料性能、改善制造工艺具有重要意义。同时,这项研究也揭示了在金属凝固过程中,温度梯度、热电能差及热电效应之间的相互作用,以及它们如何影响合金的凝固形貌和结构,为今后材料科学与工程的研究和应用提供了新的视角和实验数据。
2025-11-20 15:48:00 805KB 首发论文
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comsol激光熔覆仿真,单道单层 ,多道单层,多道多层,温度场,流场,应力场,表面形貌 含教学视频(单道 单层多道) 版本为5.6 6.0 ,comsol激光熔覆仿真; 单道单层; 多道单层; 多道多层; 温度场; 流场; 应力场; 表面形貌; 版本5.6; 版本6.0 教学视频,COMSOL激光熔覆仿真教学:多层次温度场与流场分析 在现代制造领域中,激光熔覆技术作为一种先进的表面工程技术,已经广泛应用在材料改性、修复、强化等多个方面。仿真技术的引入,使得研究者能够在计算机上对激光熔覆过程进行模拟,从而预测熔覆层的形成、温度分布、流场变化以及应力分布等重要参数,有效指导实际生产过程。 COMSOL Multiphysics软件是一款功能强大的多物理场仿真工具,它能够模拟激光熔覆过程中的热传导、流体流动、结构应力等物理现象。在激光熔覆仿真中,用户可以针对单道单层、多道单层以及多道多层的熔覆工艺进行模拟,分别探究不同工艺参数对熔覆质量的影响。温度场分析对于理解激光熔覆过程中的热输入、熔池形成以及冷却凝固至关重要。流场分析则能够帮助研究熔池内部材料流动的动态过程,这对于防止孔隙、裂纹等缺陷的产生具有重要意义。应力场分析则关注在激光熔覆过程中,由于热膨胀和收缩导致的残余应力,这些应力可能会影响熔覆层与基材的结合强度。表面形貌分析则为评估熔覆层质量提供了直观的图像,帮助判断熔覆效果是否满足设计要求。 本套仿真教程涵盖了从基础的激光熔覆技术介绍到复杂的多层次仿真分析,并且提供了不同版本的COMSOL软件(版本5.6和6.0)的具体操作指导。教程内容不仅包括单道单层的仿真操作,还扩展到了多道单层以及多道多层的复杂仿真案例,确保学习者能够全面掌握激光熔覆仿真的各个环节。 此外,教程还提供了教学视频资源,方便初学者通过视频直观学习仿真软件的操作流程和分析方法。这些视频可能涵盖了模型建立、参数设置、结果分析等关键步骤,使得理论知识与实践操作相结合,有助于学习者更快地掌握COMSOL软件在激光熔覆仿真中的应用。 这套仿真教程为研究人员和工程师提供了一套系统的激光熔覆仿真学习材料,无论是在教学还是在工业应用中,都能够大幅度提升激光熔覆技术的研究效率和产品质量。
2025-10-13 19:46:02 3.2MB paas
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电子能谱,晶体衍射,表面形貌技术协同性及在表面和材料科学中的应用,孙长庆,,A combination of methods of crystalgraphy, electron energy spectroscopy and surface mophorphology could reveal comprehensive information abot bond geometry, valence density of stat
2025-06-10 08:09:17 1.65MB 首发论文
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针对送粉式激光熔覆的特点,基于生死单元法建立了一种可以同时计算瞬态温度场及熔覆层几何形貌的三维数值模型,模型中考虑了送粉过程中激光能量的衰减和粉末颗粒的温升。基于该模型对送粉式激光熔覆过程中的温度场分布和几何形貌特点进行了分析。结果表明,在熔覆开始较短时间后,工件的瞬态温度分布与熔覆层几何形貌基本保持稳定。进行了不同送粉速率下的送粉式激光熔覆试验,对比了熔覆层横截面几何形貌的试验结果和计算结果,熔覆层表面轮廓线与试验结果基本保持一致,熔覆层的宽度、高度和熔深与试验结果基本吻合,说明了所建立的激光熔覆层几何形貌计算模型的有效性和可靠性。
2024-07-29 10:19:54 4.07MB 激光技术 激光熔覆 数值模拟
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熔体状态与冷速对Pb-Sb90合金初生相生长形貌的综合作用,丰大顺,张文进,本文首先探索了Pb-90wt%Sb合金熔体升、降温过程电阻率-温度行为,其结果提示升温过程在861-1100℃区间发生不可逆熔体结构转变。进而探�
2024-02-26 11:56:06 736KB 首发论文
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为研究非晶复合材料的拉伸性能,通过铜模吸铸法制备直径3 mm的Cu45Zr48Al4Nb3合金棒材。使用蔡司金相显微镜观察显微组织,利用X射线衍射仪分析物相,通过电子万能材料试验机进行室温拉伸实验,应用扫描电子显微镜观察断口形貌,对材料进行力学性能分析。结果表明,Cu45Zr48Al4Nb3为非晶复合材料,合金中析出B2-CuZr相。在拉伸变形过程中,合金未出现宏观塑性变形,断裂方式为剪切断裂。该结果可为吸铸法制备CuZrAlNb非晶复合材料的性能改善提供参考。
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沉积时间对Al-Mg合金的形貌、组分和防腐性能的影响,张浩,骆佳秋,本文研究了在AlCl3-NaCl-KCl-MgCl2体系中,在钨丝表面电沉积Al-Mg合金镀层,作为Z-箍缩负载材料。通过扫描电子显微镜来观察表面形貌,能谱
2024-02-26 10:10:04 884KB 首发论文
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为了探讨超声振动对普通磨削过程的影响,采取单颗磨粒磨削试验方法,在对普通和超声辅助单颗磨粒高速磨削的表面形貌特征(切削沟槽宽度、磨削轨迹干涉)进行理论分析的基础上,对相应理论进行试验验证和分析研究,同时还对超声辅助条件下基于磨削力信号的磨粒磨损进行了分析。结果表明:与普通磨削相比,在超声振动条件下,单颗磨粒高速磨削具有磨削轨迹干涉、切削沟槽宽等特点;不同的磨削力信号特征反映了不同形式的磨粒磨损。研究结果为磨削加工过程中的实时监测提供了一定的判定依据,也为以后整个砂轮的试验研究提供了理论和技术支持。
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车铣表面微观形貌建模仿真立了描述正交车铣已加工件表面微观形貌的数学模型,并应用MATLAB对表面微观形貌进行了 仿真。结果表明。采用不同切削参数加工得到的已加工件微观表面形貌会有很大差别,选择适合的 加工参数可在已加工表面得到良好的微储油结构。
2023-03-22 10:48:31 298KB 车铣 表面微观形貌
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