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电弧增材制造钛合金界面处残余应力及其影响
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期刊刊名：稀有金属材料与工程
发表时间：2018.03.15
年：2018
期：03
关键词：增材制造;;钛合金;;残余应力;;裂纹扩展;;有限元模型
作者：张纪奎;陈百汇;张向; 作者单位：北京航空航天大学航空科学与工程学院;北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室;考文垂大学
摘要：
采用电弧增材制造方法制备了含增材/基材界面钛合金板,采用轮廓法测量了其残余应力分布。建立了模拟紧凑拉伸(C(T))试样加工和裂纹扩展过程中残余应力发展的有限元模型,缺口状态C(T)试样内残余应力分布与轮廓法测试结果吻合良好。采用该模型讨论了试样内残余应力随裂纹扩展的变化规律及对裂纹扩展的影响。试验和数值分析结果表明:2种类型试样缺口状态的残余应力分布有很大差别,A类试样(缺口位于基材)残余压应力区域靠近缺口根部,C类试样(缺口位于增材)残余压应力区域远离缺口根部;A类试样内残余应力随裂纹扩展迅速释放,残余应力引起的应力强度因子较小;C类试样内残余应力随裂纹扩展变化较小,残余应力引起的应力强度因子较高,降低了疲劳裂纹扩展寿命。 |
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