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关键词： 钢箱梁   顶推法   应力   变形   数值模拟   模型试验  

摘要： 随着城市道路网密度逐渐增大,顶推施工法以场地占用面积小、对既有道路通行影响小的优点在市政桥梁中得到广泛应用。然而对利用顶推法完成上跨既有道路的桥梁而言,存在顶推方向与既有道路斜交的情况。在这种情况下,利用既有道路的中央分隔带设置顶推支架会造成顶推支架与顶推方向斜交,形成斜交顶推。当前关于斜交顶推的研究较少,但随着交通设施的不断完善,斜交顶推必将日益常态化。本文以南京三环斜拉桥顶推施工段为研究对象,对钢箱梁斜交顶推施工过程以及危险工况下钢箱梁的变形、应力、稳定性进行了计算分析,对钢箱梁斜交顶推开展了参数影响研究,结合模型试验、现场监测进行结果验证,主要研究如下: (1)建立了钢箱梁全过程斜交顶推模型,分析了导梁前端变形情况、顶推支架支反力变化情况及受力差异、顶推支架在支反力作用下的受力与变形。研究表明:钢箱梁斜交顶推会引起左右两侧导梁方向相反的变形,最高挠度差为79.9mm,斜交顶推会造成同一顶推支架两侧支反力的较大差异,将顶推过程最大支反力作用于顶推支架得到A型支架的最大竖向位移为18.5 mm,最大应力270.2 MPa,一阶屈曲特征值为14.37,B型支架的最大竖向位移为3.2 mm,最大应力161.1 MPa,一阶屈曲特征值为94.21。 (2)在钢箱梁斜交顶推施工全过程数值计算基础上,选取最大悬臂工况与斜交工况建立ABAQUS精细化分析模型,得到钢箱梁在斜交顶推过程中典型工况的应力、稳定性情况及差异;分析非线性对钢箱梁受力的影响。研究表明:两种工况下最大等效应力与屈曲变形均出现在纵隔板,由最大悬臂工况至斜交工况,纵隔板最大等效应力由195.0MPa上升为275.2MPa,第一阶稳定系数由4.13降低为2.92;计入非线性影响后,顶板、底板、纵隔板和导梁连接部位的最大等效应力增幅最为显著,最大悬臂工况与斜交工况稳定系数分别降低至3.37、2.44。 (3)分析了最大悬臂工况与斜交工况下构件厚度变化对钢箱梁应力分布情况的影响,分析了构件厚度对钢箱梁稳定系数的影响。研究表明:增加纵隔板厚度能够有效改善钢箱梁应力状态,而且对提高稳定性影响最为显著,其次是增加横隔板厚度。纵隔板厚度由12 mm增加至16 mm,最大悬臂工况与斜交工况的稳定系数分别上涨110.18%和 109.90%。 (4)考虑到施工过程中各种因素造成步履式顶推设备顶推偏位的可能,通过改变滑梁与钢箱梁的相对位置模拟横向、纵向、竖向顶推偏位,研究了最大悬臂工况与斜交工况下不同程度横向、纵向、竖向顶推偏位对钢箱梁应力情况的影响。研究表明:竖向偏位是三种偏位中影响最大因素,竖向偏位会造成钢箱梁主要构件局部应力的大幅提高,顶推过程中应重点监控竖向顶升偏差并及时做出调整。 (5)以南京三环斜拉桥顶推段为工程背景,基于相似理论设计、制作并开展了相似比为1:30的顶推施工模型试验,通过测量与数据整理得到钢箱梁斜交顶推施工模型试验的导梁变形与顶推支架支反力结果;结合试验结果与现场监测对钢箱梁斜交顶推施工受力与变形特性计算结果进行验证。

关键词： 机车传动齿轮   轮轨激励   热-力耦合   温度场   应力场  

摘要： 机车传动齿轮是机车动力传输过程中的核心部件,其结构的可靠性将直接影响机车的运行安全。随着近年来铁路运输的速度与承载要求提高,长时间服役的机车齿轮将处于较高的工作环境中,过高的温度可能会带来齿面胶合等齿轮损伤。因此,探究机车齿轮温度场分布及大小情况及考虑不同工况下的热-力耦合特性对机车齿轮的可靠性评估及监测维护有重要工程意义。本文以某型电力机车传动齿轮为研究对象,利用多体动力学仿真软件建立机车整车模型并进行模型验证,导出由波幅为0.05mm、波长为150mm的钢轨波磨与车轮诱发的轮轨激励下机车传动齿轮振动位移图,并分析在不同速度下机车传动齿轮振动情况,研究发现,随着机车运行速度的增加,从动齿轮垂向位移激励振动频率与振动幅值加剧;结合机车传动齿轮的几何与物理参数,利用齿轮传热学、摩擦学等基本理论计算出机车传动齿轮的热流密度及不同区域的对流换热系数等边界条件,并探究在不同牵引电机转速及润滑油油温下,对机车传动齿轮的热流密度及不同区域的对流换热系数等边界条件的影响,分析发现,机车传动齿轮的热流密度随着机车运行速度的增加而增大,牵引电机转速及润滑油油温对齿轮不同区域的对流换热系数影响程度不同;利用ABAQUS有限元软件将齿轮边界条件加载在到机车传动齿轮模型上,得出在不同牵引电机转速及润滑油油温下对温度场、热变形的大小及分布情况影响,发现最高温度位于齿轮齿根处,呈细长椭圆状分布;最大变形量出现两端面与啮合面相交角处,变形量由齿顶向齿轮内壁面依次递减。采用结构场及热-力耦合场探究有、无考虑轮轨激励影响下,机车传动齿轮的温度场和应力场分布及疲劳寿命情况,其中热-力耦合场采用直接耦合法,使得温度与应力相互作用;结合疲劳损伤理论及应力分析结果,利用疲劳分析软件fe-safe对有无考虑温度影响下,对某一载荷谱服役时的寿命进行预测,研究发现,考虑温度效应影响后机车传动齿轮疲劳寿命明显降低。

关键词： 液氮射流   流场   应力场   损伤特征  

摘要： 为了尽快完成“碳达峰”和“碳中和”的双碳目标,开发并利用地热能变得尤为重要。在我国,干热岩地热储备充足并且分布广泛,因此高效开发干热岩地热能对于完成双碳目标具有现实意义。干热岩储层具有岩石强度大,可磨性高以及渗透率低的特点,所以需要对其进行压裂改造。当液氮作为压裂液进入到储层时,会和高温储层产生一个温度差从而在储层内部产生温度应力促使储层发生开裂,因此了解液氮低温作用对高温岩石的损伤特征及机理尤为重要。而液氮射流辅助压裂开采技术在原来的低温作用上增加了液氮射流冲击作用,因此需要对液氮射流冲击作用对高温岩石的损伤特征及机理作进一步研究。本文主要研究的内容如下:(1)将不同温度的花岗岩进行自然冷却和液氮冷却处理后开展巴西劈裂试验,获得了岩样经过不同处理后的基础力学参数,通过声发射仪器记录了岩样在加载过程中声发射信号参数,总结了液氮低温作用对花岗岩物理力学性质的影响规律和声发射特征参数变化规律。根据能量演化计算公式,计算出岩样在巴西劈裂试验过程中的弹性能、吸收能和耗散能,揭示了加载过程中岩样的能量演化规律。试验结果表明:加热过程会对岩样造成损伤,而液氮的低温作用会进一步加强损伤效果。具体表现为:在各个加热温度中,经过液氮处理岩样的波速都要低于自然处理的岩样;随着加热温度的升高,经过液氮冷却处理岩样的振铃计数明显多于自然处理岩样;在相同加热温度下,自然冷却处理岩样的耗散能要大于液氮处理的岩样。在相同应力水平和加热温度下,自然冷却处理岩样的吸收能大于液氮冷却处理岩样。(2)利用ANSYS有限元分析软件建立了井下模型,分析液氮射流冲击作用下井底的流场分布规律和传热特征以及井底非均匀应力场分布规律和损伤区域范围。在此基础上,分析了围压、岩石弹性模量、岩石温度、出口压力和流体温度对岩石应力的影响。由模拟结果可知:液氮射流的最大速度大于水射流且在井底产生的压力大于水射流,液氮射流对井底的冲击效果好于水射流。相比于水射流,液氮射流冲击作用更能让岩石受到张拉破坏,从而更容易开裂。液氮射流冲击作用对岩石的损伤效果随着围压的增加而减小。当射流冲击压降为20MPa,出口压力为45MPa时,液氮射流冲击效果最好。(3)对高温岩样进行液氮喷射循环和液氮浸泡循环处理后开展巴西劈裂试验,揭示液氮射流冲击作用对高温花岗岩物理力学性质的影响规律。通过声发射仪器记录了岩样在加载过程中声发射信号参数,总结了不同温度花岗岩经过液氮喷射循环和液氮浸泡循环后声发射特征参数变化规律。分析了岩样在加载过程中的弹性能变化规律。试验结果表明:随着循环次数的增加,液氮射流冲击作用对岩样的损伤效果在增强而液氮浸泡作用产生的损伤效果在减弱。在7次循环以前,400℃喷射岩样的抗拉强度要高于浸泡岩样的抗拉强度,在第7次循环时喷射岩样抗拉强度大幅下降并低于浸泡处理的岩样。200℃经过液氮喷射循环处理岩样的抗拉强度始终高于液氮浸泡处理的岩样。本文图83幅,表7个,参考文献105篇。

关键词： ABAQUS   铰链   闸首   应力  

摘要： 该文主要是使用Hypermesh对某升船机闸首结构进行前处理，然后使用ABAQUS软件对该结构的1/2模型进行求解。为了解闸首结构运行全过程应力位移及止水情况，在求解过程中使用了铰链单元并施加驱动，模拟了闸首结构卧倒小门从完全打开到关闭，然后充水被压紧的全过程。通过对闸首运行全过程的模拟，明确了闸首结构设计中所存在的薄弱部分，对其优化设计，并再次进行计算，最终满足相关设计要求。

关键词： 金属送粉增材制造   数值模拟   温度场   应力场   数字孪生  

摘要： 随着科技的发展与进步,增材制造技术由于其具有材料可重复利用、可以进行个性化定制等优点已逐渐成为制造业领域的新方向,然而在增材制造技术不断发展的同时始终面临着一些技术瓶颈难题(如:工艺可重复性差、生产成本高昂、加工过程中易出现孔隙裂纹等问题),使得成型件质量无法得到保证,探索工艺参数过程中的试错实验导致加工成本高昂等问题始终制约着增材制造技术的发展,且无法实现工艺参数的实时反馈控制与优化,使其难以在航空航天、生物医疗等精密制造行业中得到进一步发展。因此,为解决上述问题,本文提出基于数字孪生技术构建送粉式金属增材制造工艺机理的数字化模型,以实现熔池温度场及残余热应力的预测,最终达到工艺参数实时反馈与优化的目的。为完成上述目标,本文首先借助Ansys有限元分析软件,以316L不锈钢为原材料,基于激光束为热源的送粉式金属增材制造工艺过程建立热力耦合仿真分析模型,探究单层多道和多层单道的两种情况下熔池温度场与残余热应力的具体分布情况,然后通过具体实验,将金属送粉增材制造过程中采集的熔池温度场数据与仿真结果进行对比分析,从而验证了仿真结果的准确性。其次是通过回归设计与分析的方法,建立有关激光功率、扫描速度以及基板预热温度三者之间的回归模型,并分析其对金属送粉增材制造过程中熔池温度与残余热应力的影响。最后,利用回归分析构建的数据模型,以金属送粉增材制造的熔池温度作为输入端的激励数据,残余热应力作为输出数据,建立针对送粉式金属增材制造工艺过程的数字孪生体,即将激光功率和扫描速度视为主要设计参数分别建立孪生模型,并对比分析了基于数字孪生技术得到的残余热应力与有限元模拟仿真结果,表明整体分布趋势基本保持一致,然而经由数字孪生体预测结果所需计算时间远小于有限元分析所消耗时间,因而可实现对工艺参数的实时反馈与优化,进而大大提高打印效率。

关键词： 燃气轮机   涡轮叶片   内冷通道   流热固耦合   应力场  

摘要： 随着航空发动机涡轮前温度不断提升,涡轮叶片内冷结构的设计原来越复杂,采用先进的内部冷却技术或改进内部冷却结构从而降低叶片表面温度至关重要。所以,本文对涡轮叶片内冷结构流热固耦合机理及其流动换热特性深入研究,构建了带肋直通道模型,重点分析了通道内的综合传热效率,获得了无量纲肋间距、肋高对带肋直通道流动传热特性影响规律,在此基础上,进一步研究了气动载荷和热载荷同时作用下叶片的等效应力分布。主要研究内容如下: 首先完成了对C3X涡轮叶片多物理场耦合算法验证并且详细分析了涡轮叶片周围的流动换热特性和叶片内部的换热特征。与实验数据对比发现,SST k-ω湍流模型能够更精准的预测涡轮叶片的流动传热等特性。通过叶片固体网格完成了流固耦合和热力耦合的数据交换,实现了热力耦合分析以及应力场和变形场分析,得到了热力耦合特征。 其次采用数值模拟的研究手段,首先对带肋直通道模型内部的稳态流场进行了数值计算,对其进行了网格无关性验证和湍流模型验证,并且对SST k-ω模型和实验结果进行对比,对通道内的流动现象和传热情况进行了后处理和分析。然后针对不同Re数下无量纲肋间距、肋高对带肋直通道流动和传热性能进行研究,借助了SST k-ω湍流模型,雷诺数范围为10000至50000,在对不同结构的模型在不同工况下进行了流动和传热结果的分析,最后在雷诺数50000工况下结果分析,在其他条件相同下,对比了无量纲肋间距下带肋直通道的综合传热效率,随着雷诺数的增长,分析了无量纲肋间距下的综合传热效率以及传热效果。此外,在其他条件相同的情况下,对比了无量纲肋高对带肋直通道的综合传热效率的影响,随着雷诺数的增长,分析了无量纲肋高下的模型的综合传热效率以及传热效果。 最后采用C3X涡轮叶片外部轮廓,构建了带优化肋结构的涡轮叶片计算域,通过Workbench平台进行流热固耦合计算。对于静强度计算,主要考虑气动载荷和热应力载荷。计算了设计的叶片在单一载荷作用下的等效应力分布,对比了在气动载荷和热载荷同时作用下叶片的等效应力分布,将两种载荷共同施加到C3X涡轮叶片上,对两种载荷共同作用在叶片上产生的变形量和等效应力分布进行了综合分析。

关键词： 双管板换热器   胀接   应力分析   数值模拟   残余应力  

摘要： 管壳式换热器广泛应用于能源化工、航空航天、机械制造、船舶、核工业等领域。其中,管板与换热管连接结构是整个管壳式换热器的薄弱环节,一旦发生泄漏失效将造成严重后果。采用双管板结构可以有效防止泄漏造成的燃烧、爆炸等事故发生,应用较为广泛。本文针对双管板换热器内外层管板与换热管胀接过程残余接触应力、抗拉脱力进行研究。对管板-换热管胀接过程进行了弹塑性力学分析,明确了影响胀接残余接触应力和抗拉脱力的主要因素包括胀接压力、初始间隙、开槽情况、表面粗糙度等。采用ASME标准规定的方法拟合了Q345R和20号钢的真实应力-应变曲线,采用ABAQUS模拟了双管板换热器胀接过程的残余接触应力,并与实验结果进行了对比,验证了数值模拟的可靠性;在此基础上,分析了胀接压力、初始间隙、开槽情况、表面粗糙度对胀接残余接触应力的影响,以及外管板胀接过程对内管板胀接效果的影响。分析结果表明:胀接残余接触应力与胀接压力呈正相关、与初始间隙呈负相关;开槽可以有效提高残余接触应力,开槽位置越靠近胀接区域边缘,胀接效果越好,适当增加槽宽和槽深可以增大残余接触压力,当槽宽达到一定值后,进一步增加槽宽对增加残余应力影响不大;抗拉脱力与残余接触应力和表面粗糙度有关,随着表面粗糙度增加,残余接触应力略微变小,但摩擦因数变大,总体抗拉脱力明显变大,有利于提高胀接强度;在双管板换热器外管板胀接过程中,内管板的残余接触应力也有所提高,外层管板胀接对内管板的胀接效果具有一定的强化作用,且两管板间距越小,其强化作用越大。本文相关工作明确了胀接参数对双管板换热器胀接残余接触应力和抗拉脱力的影响规律,以及外管板胀接过程接对内管板胀接效果的影响情况,为双管板换热器胀接结构设计提供了理论依据,对于保障双管板结构的安全具有一定的意义。

关键词： 二维材料   MoSi2N4单层   第一性原理   光电性质   电场   应力  

摘要： 近年来,二维材料因其优异的光电特性和广阔的应用前景而备受人们青睐,尤其是在石墨烯成功剥离后,二维材料更是得到了长足发展,人们通过实验合成或理论预言了大量的二维材料,如磷烯、碲烯和MoS2等。在此基础上,由两种或两种以上的二维材料组建的范德华异质结（vd WH）因其不但能保持原有单一二维材料的特性,而且能够产生新的物理性质而得到了广泛关注。其中,人们研究最多的是两种不同的二维半导体材料组成的异质结,设计合理的二维垂直范德华半导体异质结可提升单一二维材料的载流子迁移率、光吸收和催化等特性,在未来半导体器件中有广阔的应用前景。 单层MoSi2N4是一种不存在已知三维母体的二维材料,是带隙为1.94 e V的性能优异的半导体材料,在2020年由中国科学家采用化学气相沉积法成功合成。本文应用第一性原理计算方法设计了单层MoSi2N4材料分别与二维单层MoSe2、WSe2及蓝磷烯（Blue P）组成的三种稳定的MoSe2/MoSi2N4、WSe2/MoSi2N4和Blue P/MoSi2N4 vd WHs,并系统地研究了他们的电子和光学特性。具体内容如下: 一、MoSe2/MoSi2N4和WSe2/MoSi2N4 vdWHs分别为I-型直接和间接带隙半导体异质结,带隙分别为1.39和1.57 e V,其带边贡献分别为MoSe2和WSe2单层。重要的是,形成异质结后的载流子迁移率都有大幅度提高,高达10～4cm2V-1s-1,比独立MoSe2和WSe2单层高一个数量级。而且,无论是在可见光区还是紫外光区,这两种异质结的光吸收均比其相应的独立单层材料要增强很多。拉伸应力可以增强MoSe2/MoSi2N4 vd WH在可见光区域的光学吸收,而压缩应力可以增强其在紫外光区的光学吸收。此外,在应力或电场的作用下,MoSe2/MoSi2N4和WSe2/MoSi2N4 vd WHs可以从I-型异质结转变为II-型异质结,或者异质结的带隙类型发生转变。更有趣的是,我们发现正电场和负电场都可以将两种异质结转换为II-型异质结,特别是正电场可使这两种异质结处在II-型异质结和直接带隙两种优异特性共存的状态。 二、Blue P/MoSi2N4 vdWH是带隙为1.92 eV的II-型间接带隙半导体异质结,其导带底（VBM）和价带顶（CBM）分别由Blue P和MoSi2N4单层贡献。在这种II-型异质结中电子和空穴可以有效地分离,在光伏器件领域有潜在的应用。更重要的是,Blue P/MoSi2N4 vd WH的VBM和CBM横跨水的氧化还原电位,电荷转移遵循Z-型机制,这使得Blue P/MoSi2N4 vd WH可作为光催化分解水制氢有效催化剂。此外,外部电场和垂直应力都可以很容易地调控Blue P/MoSi2N4 vd WH的带隙,但其II-型异质结特性却能够一直保持。 以上研究结果表明,我们设计的这三种性能优异的二维MoSi2N4-基双层异质结,不但为未来电子器件提供了三种有前途的候选材料,而且为提高MoSe2、WSe2及Blue P单层在光电器件中的性能提供了策略,同时也拓宽了MoSi2N4单层的应用范围。更重要的是,我们的发现为相关实验研究提供了理论支持和指导。 图45幅,表7个,参考文献155篇。

关键词： 镁合金   微弧氧化   陶瓷膜   应力   m-SBF   腐蚀行为   裂纹  

摘要： 镁合金具有密度小,重量轻,弹性模量与人体骨骼相似的优点,成为可降解医用金属材料的研究热点。然而镁合金耐蚀性差,在人体环境中腐蚀速率过快。通过微弧氧化处理能够在镁合金表面获得陶瓷膜,改善镁合金在人体环境中的耐蚀性。镁合金植体在人体服役过程中不可避免的会受到应力作用,而在应力作用下镁合金腐蚀速度会被加快,导致植入材料提前失效。因此在应力作用下微弧氧化陶瓷膜的腐蚀行为成为当前研究的重点。本文采用微弧氧化技术在AZ31B镁合金表面制备了陶瓷膜,研究了陶瓷膜的物相组成、形貌,分析了应力大小、作用方向对陶瓷膜裂纹萌生及扩展的影响,采用电化学方法研究了应力作用下陶瓷膜在m-SBF中的腐蚀行为。主要研究结果如下:陶瓷膜表面呈现多孔形貌,沿陶瓷膜截面外层分布的微孔孔径较大,内层的孔径较小。陶瓷膜主要物相组成为Mg O、Mg F、Zr O和MgZrO。在m-SBF浸泡腐蚀过程中逐渐在陶瓷膜表面形成Ca HPO相。电化学极化曲线结果表明在拉应力作用下陶瓷膜腐蚀电位更小,说明陶瓷膜在拉应力作用下陶瓷膜腐蚀倾向更高;陶瓷膜腐蚀电流密度更大,说明陶瓷膜在拉应力作用下在m-SBF中腐蚀速度更快。电化学阻抗谱结果表明在拉应力作用下陶瓷膜和基体界面处的电容CPE较大,而R较小。在压应力作用下陶瓷膜裂纹数量较少,比较完整的陶瓷膜结构能够有效阻挡了Cl向陶瓷膜内部渗透。随着浸泡时间增加,部分陶瓷膜放电通道被溶解连通,腐蚀介质通过放电通道进入陶瓷膜内部。由于压应力作用下裂纹萌生时间更长,腐蚀介质主要通过放电通道进入陶瓷膜。在拉应力作用下,陶瓷膜表面和截面萌生裂纹所需时间更短。由于Cl会优先吸附在裂纹前端,在裂纹尖端处形成阳极微区,构成了大阴极-小阳极腐蚀电池,加速了阳极微区的腐蚀溶解,在拉应力作用下裂纹逐渐扩展,最终贯穿陶瓷膜。随着应力增大,陶瓷膜在m-SBF浸泡过程中耐蚀性逐渐减小,由于拉应力作用下裂纹扩展到基体更快,因此在相同浸泡时间内陶瓷膜在拉应力作用下耐蚀性比压应力作用下更低,镁合金受到的腐蚀更严重。

关键词： 激光熔覆   镍基高温合金GH4169   温度场   应力场   残余应力  

摘要： 激光熔覆技术有着能量密度高、热输入量可控和成形件表面质量高等优势,在激光增材制造领域具有广阔的应用前景。同时,相比于其他合金材料,镍基高温合金GH4169因其优异的力学性能等特点使其在激光增材领域有很大的研究价值。本文主要针对在激光熔覆镍基高温合金GH4169过程中熔池温度高、应力和应变难以在线测量等问题,运用数值模拟与实验验证的方式,研究了镍基高温合金GH4169的熔覆机理,分析了温度场、应力场演变和分布规律,探究了熔覆层性能的影响因素,可为成形件熔覆层缺陷的预防、表面质量的调控提供理论和方法支撑。本文的主要研究工作如下: (1)研究了循环周期性加热及冷却条件下镍基高温合金GH4169熔覆沉积层与基材温度场、应力场分布特征。采用ANSYS数值模拟软件建立三维有限元模型,确定热源模型为高斯热源且考虑相变潜热以及非线性因素;采用参数化语言APDL进行设计并利用移动热源和“生死单元”技术来模拟激光熔覆过程的温度场以及应力场。 (2)获得了激光辐照镍基高温合金GH4169过程温度累积、温度分布对熔池尺寸过程特征的影响规律。在尺寸为50 mm×30 mm×10 mm的高温合金GH4169基体上熔覆GH4169粉末,有限元模型模拟所得到的激光熔覆温度场的熔池尺寸及温度场变化规律与实验测得的结果相近,为数值模拟的准确性提供实验验证。研究激光功率和扫描速度单个参数变化时对单道熔池结构的影响,同时研究单道和多道熔覆过程熔池温度场的变化情况和分布规律。 (3)探究了多重热循环下镍基高温合金GH4169熔覆沉积层与基体热影响区中热-应力状态的关联关系。在温度场数值模拟的基础上,采用热-固耦合的方法,建立应力场数值模型,分析了不同工艺参数下,激光熔覆过程中应力的演变规律与冷却后熔覆层的残余应力分布情况,重点预测不同节点、不同路径以及不同方向上熔覆层应力的分布规律。基于单因素实验法进行多组单道激光熔覆实验,研究成形后熔覆层性能与激光工艺参数的关系。 本文建立的有限元模型能正确有效地模拟出不同工艺参数下激光熔覆过程中的温度场与应力场,为实验工艺探究过程提供参考依据;建立的模型能有效预测熔覆层及基体内部的残余应力分布情况,为激光增材制造过程的工艺参数优化、形性质量动态监测、智能预测与调控策略提供指导,有助于提高复杂激光熔覆制造的质量和效率,为我国高端智能激光增材制造领域发展提供关键技术支撑。