机械工程学报

作者：舒林森, 王家胜, 白海清, 何雅娟, 王波

单位：1. 陕西理工大学机械工程学院 汉中 723001;；2. 陕西理工大学陕西省工业自动化重点实验室 汉中 723001

关键词：激光熔覆,热-力循环,试验验证,数值模拟,轴面；

基金：国家自然科学基金（51505268）、陕西省教育厅专项科研计划（15JK 1142）和陕西理工大学人才启动基金（SLGKYQD2-26）资助项目。

为了避免激光熔覆过程产生微裂纹缺陷，对磨损轴面激光熔覆过程的热力耦合问题进行研究。根据磨损轴面激光熔覆试验建立其非线性瞬态分析数学模型，并引入有序网格离散算法进行轴面激光熔覆有限元建模，通过ANSYS参数化设计语言（APDL）和单元生死法编程实现金属粉末圆周堆积的瞬态热-力循环及其耦合问题求解，获得了熔覆过程的三维温度和热应力分布规律。结果表明，熔池的温度梯度较大且光斑中心靠后位置的温度最高（2 035.99℃），各节点瞬时温度衰变规律具有相似性和时间滞后性；热应力与温度梯度对应，冷却后的应力（约279 MPa）集中于热影响区（HAZ）且靠近覆层材料边沿侧，这与试验获得的激光熔覆残余应力基本吻合，可用于优化损伤轴面激光熔覆工艺及质量。

来源：2019年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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