长江学者和创新团队发展计划(PCSIRT0646)
- 作品数：15 被引量：185H指数：7
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- 相关领域：电子电信金属学及工艺冶金工程机械工程更多>>
- 沉积层结构对同轴送粉喷嘴粉末流场的影响规律被引量：10
- 2010年
- 为了探讨在成形过程中沉积层结构对粉末流场的影响规律,应用气固两相流理论研究了沉积层在不断变化过程中对粉末流场浓度分布规律及粉末流汇聚焦距的变化规律,采用FLUENT软件中的离散相模型计算了粉末流场分布。计算结果表明,同轴送粉喷嘴(CPFN)的粉末汇聚浓度在径向近似服从高斯分布,与自由射流相比粉末汇聚焦点上移,粉末汇集焦距从5 mm减少到4.6 mm,上移量为0.4 mm。在沉积层宽度一定时,随沉积层高度增大,粉末汇聚点处的浓度变小,汇聚点稍微下移,汇聚特性基本不变;在沉积层高度一定时,随沉积层宽度增大,汇聚点处浓度值增大,汇聚焦点略微上移,粉末汇聚性较好。并对不同高度及宽度的沉积层进行单层沉积试验,试验结果与计算结果基本一致。说明在开环控制下制造壁厚不均且高度逐渐变化的金属零件时,由于制件结构变化而造成粉末流场变化,进而会促使沉积层高度增长的不均匀性,降低制造零件的表面成形质量。
- 朱刚贤李涤尘张安峰周志敏
- 关键词：激光技术气固两相流数值模拟
- 激光熔覆工艺参数对熔覆层表面平整度的影响被引量：118
- 2010年
- 为了获得平整的熔覆层表面质量,对316L不锈钢激光熔覆工艺参数对熔覆层表面平整度、平宽比(表面平整度与单层熔覆宽度比值)及平高比(表面平整度与单层熔覆高度的比值)的影响进行了实验研究。分析了单层熔覆宽度、单层熔覆高度与轨迹间的中心距及搭接率之间的相互关系,并进行了单层熔覆宽度、单层熔覆高度及表面平整度的测试。实验结果表明,随激光功率增大、送粉量增大及扫描速度的减低,熔覆层表面的平整程度降低;随载气流量增大,熔覆层表面的平整程度先增加后降低。
- 朱刚贤张安峰李涤尘
- 关键词：激光技术激光熔覆工艺参数
- 载气式同轴送粉喷嘴的数值模拟及实验研究被引量：17
- 2010年
- 为了提高同轴送粉喷嘴的汇聚性,增大粉末汇聚焦距,解决成形过程中粉末利用率低及粉末反弹造成的喷嘴堵粉等问题,研究了同轴送粉喷嘴结构参数中的粉腔间隙和粉腔锥角对粉末汇聚的影响规律。计算结果表明,在其他工艺参数一定的条件下,粉腔间隙越小,粉末的汇聚性越好;粉腔锥角越大,粉末的汇聚焦距越大,有利于零件的成形。所建模型和模拟结果对同轴送粉喷嘴的结构优化设计具有参考价值。并对模拟结果进行了实验验证,得到了工艺参数对单道高度和宽度的影响,并优化了工艺参数,最终制造出高度均匀的薄壁零件。
- 路桥潘张安峰李涤尘朱刚贤同治强付伟
- 关键词：光学制造数值模拟工艺参数
- 同轴送粉喷嘴粉末汇聚特性三维数值模拟被引量：3
- 2011年
- 在激光金属直接制造过程中,实际的粉末汇聚不是自由射流,而是受阻射流。为了获得受阻射流工艺参数对粉末汇聚特性的影响规律,提高激光直接制造精度,应用FLUENT软件中的离散相模型模拟了工艺参数对粉末汇聚浓度分布的影响。结果表明:在自由射流时,粉末汇聚浓度随着送粉量的增加而增大,随着载气速度的增大而明显降低,保护气速度的增大对粉末汇聚浓度影响不明显。在受阻射流时,随着送粉量增加粉末汇聚浓度显著增大,且粉末汇聚点位置相比自由射流时出现少量上移,随着载气速度增大熔覆点处的粉末浓度显著下降,保护气速度的增加对熔覆点处粉末浓度影响较小。熔覆点处的粉末浓度随着堆积宽度的增大而显著增大,粉末汇聚点位置基本稳定,堆积层高度的增加对粉末浓度的影响较小。
- 张安峰李涤尘张利锋朱刚贤皮刚付伟鲁中良
- 关键词：数值模拟
- 激光不同的波形对金属直接成形精度的影响被引量：1
- 2010年
- 针对激光金属直接成形工艺中的小特征尺寸制造问题,采用数值模拟和工艺实验相结合的方法,研究了激光波形对激光金属直接成形精度的影响。研究结果表明,与连续波相比,方波和正弦波加载时具有较快的加热和冷却速度,尤其是方波,能使熔池中心具有很大的温度梯度,在平均输出功率相同的条件下,方波和正弦波能够使熔池中心达到更高的温度。同样的激光熔覆,利用方波只需要较小的平均输出功率,不但减小了热量输入,同时也减小了激光加工过程中的热影响区域。薄壁零件成形优化过程中,利用方波加载能获得最小特征尺寸的薄壁,达到提高零件成形精度的目的。
- 邓星张安峰朱刚贤李涤尘卢秉恒
- 关键词：波形特征数值模拟
- BP-AM与RBF网络在LENS成形高度预测中的应用
- 2009年
- 金属零件的激光近净成形(Laser Engineered Net Shaping,LENS)是一种新的先进制造技术,但是其成形高度的控制一直是个难题。根据LENS工艺参数与单道成形高度之间复杂的非线性本质关系,采用了自学习率与动量因子改进的Back Propagation(BP)与径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络对其成形高度进行预测,详细对比分析了两种网络的训练速度、收敛速度与泛化能力等性能。结果表明:BP网络的训练时间较长、收敛速度较慢与泛化能力较差,而RBF网络相应性能较好,其预测结果与试验结果基本吻合,因此RBF网络更适合LENS成形高度的预测。
- 鲁中良李涤尘卢秉恒张安峰
- 关键词：工艺参数神经网络
- LS-SVM网络在LDF成形过程中的应用
- 2010年
- 讨论了LDF激光功率、扫描速度与送粉速率对其单道成形精度的影响.结果表明,它们之间存在复杂非线性内在的本质关系.根据这种非线性特点,采用了最小二乘支持向量机(LS-SVM)网络对其成形精度进行预测;通过LDF单道成形试验采集了样本,建立了输入输出的非线性映射关系,并利用测试样本对训练的网络进行了检验,分析了该网络的训练性能与测试性能.结果表明,通过LS-SVM网络预测LDF成形精度,其函数逼近能力、泛化能力与实时性较好,实现了高精度薄壁零件的制造.
- 鲁中良李涤尘卢秉恒张安峰
- 关键词：激光直接制造工艺参数最小二乘支持向量机
- 激光金属直接制造中载气流量对薄壁零件成形质量的研究被引量：3
- 2009年
- 对载气式激光金属直接制造中承载粉末的载气参数进行了实验研究,用316L不锈钢粉末进行了不同载气流量的薄壁零件的成型试验。实验结果表明,在送粉量一定时,随载气流量增大,薄壁零件的表面成形质量先增大后减小。通过选择适当的载气流量能够制造出薄壁零件顶端表面平整程度达到53.7μm,对于提高薄壁零件表面的成形精度具有指导意义。
- 朱刚贤张安峰李涤尘付伟
- 关键词：薄壁零件
- 同轴送粉喷嘴三路气流对粉末汇聚特性的影响被引量：4
- 2011年
- 在同轴送粉激光金属直接制造过程中,为防止反弹的金属粉末堵塞喷嘴和烟尘污染透镜,在激光腔内引入轴向保护气流并确定保护气流量的大小。采用FLUENT软件模拟中路气、载粉气、外层保护气对粉末汇聚特性的影响规律,并找出各自的取值范围。依据正交试验的方法,找出一组三路气体参数的最佳搭配关系,并通过间接方法验证了不同气路对汇聚浓度的影响规律。实验结果与模拟结果趋势基本一致。
- 付伟张安峰李涤尘朱刚贤路桥潘鲁中良
- 关键词：数值模拟
- 激光金属直接成形DZ125L高温合金零件工艺的研究被引量：17
- 2011年
- 为了获得表面平整的薄壁零件,针对DZ125L高温合金材料,采用不同工艺参数组合进行了激光金属直接成形(LMDF)单道熔覆实验,系统研究了不同工艺参数(如激光功率、扫描速度、送粉率、Z轴提升量等)对单道熔覆层高度、宽度、宽高比和成形质量的影响规律,并优化了工艺参数。提出了一种三维表征单道熔覆层能量密度的新方法,推导出了相应的计算公式,从宽高比、稀释率和能量密度3个方面阐述了获得良好熔覆层和其成形工艺参数之间的相互匹配关系,为进一步根据设计的熔覆层尺寸来确定工艺参数提供了依据。实验结果表明,采用优化后的工艺参数成形出的薄壁零件质量明显提高,表面平整,无宏观缺陷。
- 葛江波张安峰李涤尘朱刚贤路桥潘贺斌鲁中良
- 关键词：激光技术稀释率能量密度工艺参数
