醫(yī)用鈦合金激光快速成形機理研究.pdf

1、采用金屬快速成形技術能夠快捷地制造出復雜形狀的金屬零件，目前已經(jīng)越來越受到企業(yè)和科研機構的重視。對快速成形制件質量的研究是控制成形制件質量的關鍵。溫度作為成形過程中的核心要素，對制件的質量有著決定性的影響作用，通過有限元法實現(xiàn)成形過程溫度場的仿真可以預知工藝參數(shù)對溫度的影響作用;通過耦合有限元法和元胞自動機可以再現(xiàn)快速成形過程的晶體組織形成過程。
　　本文研究了快速成形的加工機理以及微觀組織的形成機理，建立了成形過程的熱行為模型以

2、及組織演變模型，利用計算機技術對成形過程的溫度場以及微觀組織進行了仿真研究。主要研究工作有以下幾點:
　　(1)在大量查閱國內外文獻的基礎上，對國內外相關研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行全面的綜述，闡述研究的必要性及其意義。
　　(2)研究金屬材料對激光的吸收作用并確定熔覆功率的求解方法，對成形過程中的熱行為進行描述，利用ANSYS的熱力學模塊再現(xiàn)成形過程的溫度變化情況，并對關鍵工藝參數(shù)對溫度場的影響作用進行分析研究。
　　(3

3、)闡述金屬晶體的形核和長大機理，為晶體組織的仿真模擬提供理論依據(jù)，并說明用元胞自動機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機理建立純金屬晶體組織形成的元胞自動機模型，該模型需要能夠實現(xiàn)晶粒的擇優(yōu)生長。
　　(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機模型進行耦合以實現(xiàn)對快速成形晶體組織的模擬，并對仿真結果進行研究。通過一個圖形用戶界面來實現(xiàn)對仿真過程的時時控制。