文献类型：期刊文章

作　　者：易敏[1,2] 常珂[2] 梁晨光[2] 周留成[3] 杨阳祎玮[4] 易新[5] 胥柏香[4]

Yi Min;Chang Ke;Liang Chenguang;Zhou Liucheng;Yang Yangyiwei;Yi Xin;Xu Baixiang(State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China;College of Aerospace Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China;Science and Technology on Plasma Dynamics Laboratory,Air Force Engineering University,Xi'an 710038,China;Department of Materials and Earth Sciences,TU Darmstadt,Darmstadt D-64287,Germany;College of Engineering,Peking University,Beijing 100871,China)

机构地区：[1]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016 [2]南京航空航天大学航空学院,南京210016 [3]空军工程大学等离子体重点实验室,西安710038 [4]达姆施塔特工业大学材料系,德国达姆施塔特D-64287 [5]北京大学工学院,北京100871

出　　处：《力学学报》

基　　金：国家海外高层次人才引进计划青年项目;航空发动机及燃气轮机重大专项(J2019-IV-0014-0082);中央高校基本科研业务费和德国科学基金DFG(CRC-TRR 270,DFG YI 165/1-1)资助项目。

年　　份：2021

卷　　号：53

期　　号：12

起止页码：3263-3273

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、MR、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：为了预测增材制造中工艺参数-微结构-力学性能之间的关联规律,提出了集成离散元、相场模拟、晶体塑性有限元和极值概率理论的计算方法,揭示了激光扫描速度对微结构演化、屈服应力和疲劳分散性的影响.首先,采用离散元实现了重力作用下粉床在已凝固层表面上的逐层铺设;其次,通过热-熔体-微结构耦合的非等温相场模拟,获得了熔体、气孔、晶界、晶粒取向等的时空演化以及最终形成的多晶微结构;然后,应用晶体塑性有限元计算了增材制造多晶微结构的宏观力学响应,并得到表征疲劳裂纹萌生驱动力的疲劳指示参数(FIP);最后,采用极值概率理论分析了增材制造多晶微结构的FIP极值分布规律及疲劳分散性.以316L不锈钢选区激光熔化增材制造为例的计算结果表明:增材制造微结构的宏观屈服强度随激光扫描速度的增加而降低,且呈各向异性;FIP极值符合Gumbel极值分布规律,激光扫描速度增加可降低增材制造微结构疲劳分散性,但会导致FIP极值升高,使得疲劳裂纹萌生驱动力增加,疲劳寿命降低.

关 键 词：增材制造 相场模拟 微结构演化  疲劳分散性  疲劳指示参数  晶体塑性

分 类 号：TB301[材料类]