机械工程学报

作者：宋博学, 王子生, 陈克强, 姜兴宇, 于天彪, 刘伟军, 杨国哲

单位：1. 沈阳工业大学机械工程学院 沈阳 110870;2. 东北大学机械工程与自动化学院 沈阳 110819

关键词：定向能量沉积,沉积层,熔池,相场,机械强度；

基金：辽宁省教育厅基本科研(LJKQZ20222299)、辽宁省揭榜挂帅(2022JH1/10800061)、辽宁省教育厅重点攻关(LJKZZ20220023)和沈阳市科学技术计划(23-503-6-01)资助项目。

熔池不稳定的瞬态对流与传热传质特征导致沉积层机械性能呈现强烈的各向异性。为探究沉积层枝晶形貌特征对拉伸性能强化差异的影响规律，构建面向热-流耦合的介观熔池动力学模型并探究熔池从产生到准稳态过程中的瞬态对流与热特征演变规律，获得了熔池凝固边界附近的温度梯度与凝固速率等凝固条件。通过WBM相场模型获得了沿凝固边界不同凝固条件诱发的枝晶形貌预测结果，同时探究了凝固条件的变化对一次枝晶臂间距、枝晶尖端半径和枝晶尖端过冷的影响规律，揭示了枝晶形貌特征对沉积层不同部位半定量拉伸强度的强化趋势，结果表明受枝晶形貌特征诱发的拉伸强化值在沉积层底部与中部的差异达到了99 MPa，进而对枝晶形貌特征对拉伸强度的强化机理进行了详细讨论。为实现单/多层定向能量沉积拉伸性能的可调可控提供了理论依据。

来源：2024年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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