Архив номеров

На основе энтальпийной формулировки трехмерной нестационарной нелинейной задачи теплопроводности для многофазной системы проведено математическое моделирование процесса селективного лазерного плавления порошков титановых и алюминиевых сплавов для построения металлических изделий. Определены параметры геометрии единичного трека, а также однослойной и многослойной систем перекрывающихся треков в зависимости от мощности и скорости лазерного луча, что позволило оценить структуру и типы дефектов, возникающих при послойной печати образцов. Для исследования влияния одиночных и множественных дефектов на усталостную прочность напечатанных образцов при высокочастотном нагружении использована предложенная ранее мультирежимная модель циклической повреждаемости. Показано, что внутренняя неоднородность микроструктуры материалов, напечатанных методом селективного лазерного плавления, может приводить к более раннему подповерхностному зарождению усталостных трещин и существенно снижать усталостную прочность и долговечность. Этот эффект сильнее проявляется для систем множественных дефектов. Предложенные модели и алгоритмы расчета позволяют рассчитать усталостную прочность и долговечность образцов для различных систем дефектов микроструктуры, соответствующих заданным характеристикам подвижного лазерного луча, а также определить диапазон параметров процесса селективного лазерного плавления, при котором будут достигаться наилучшие показатели усталостной прочности при высокочастотном нагружении.