| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-39页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第13-14页 |
| 1.2 增材制造技术概述 | 第14-16页 |
| 1.3 熔覆增材制造技术及国内外研究现状 | 第16-30页 |
| 1.3.1 熔覆增材制造技术及研究现状 | 第16-19页 |
| 1.3.2 电弧熔覆增材制造技术 | 第19-22页 |
| 1.3.3 激光熔覆增材制造技术 | 第22-24页 |
| 1.3.4 熔覆增材工艺模拟技术 | 第24-30页 |
| 1.4 IN718合金及其熔覆增材组织与力学性能 | 第30-37页 |
| 1.4.1 IN718合金的发展历史及用途 | 第30-31页 |
| 1.4.2 IN718合金的微观组织结构及凝固特点 | 第31-35页 |
| 1.4.3 IN718合金的熔覆增材组织及性能 | 第35-37页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第37-39页 |
| 第2章 熔覆增材制造工艺基础试验研究 | 第39-65页 |
| 2.1 引言 | 第39页 |
| 2.2 熔覆增材坐标系及试验系统 | 第39-44页 |
| 2.2.1 增材坐标系及方向规定 | 第39-40页 |
| 2.2.2 送粉式激光增材(PLAM)商业试验系统 | 第40-41页 |
| 2.2.3 送丝式电弧增材(WAAM)开源试验系统搭建 | 第41-44页 |
| 2.3 开源WAAM试验系统增材试验与评价 | 第44-53页 |
| 2.3.1 试验材料与方法 | 第44-47页 |
| 2.3.2 试验结果与讨论 | 第47-53页 |
| 2.4 IN718合金WAAM和PLAM样块熔覆增材试验 | 第53-64页 |
| 2.4.1 熔覆试验材料 | 第53-54页 |
| 2.4.2 工艺参数选择 | 第54-62页 |
| 2.4.3 多层多道样块增材制备 | 第62-64页 |
| 2.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 第3章 熔覆增材热历程有限元模拟及验证 | 第65-94页 |
| 3.1 引言 | 第65页 |
| 3.2 熔覆增材制造基础工艺的Python脚本建模 | 第65-84页 |
| 3.2.1 总体建模与验证方案 | 第65-66页 |
| 3.2.2 代表性体积单元(RVE)增材及熔覆搭接区建模 | 第66-70页 |
| 3.2.3 模型网格划分与组装 | 第70-71页 |
| 3.2.4 材料热物性参数 | 第71-75页 |
| 3.2.5 热源模型及其移动方式 | 第75-82页 |
| 3.2.6 熔覆层动态热边界条件 | 第82-84页 |
| 3.3 多层多道熔覆增材温度场模拟及验证 | 第84-92页 |
| 3.3.1 3L 3P20B块体温度场模型 | 第84-85页 |
| 3.3.2 网格密度敏感性分析 | 第85-88页 |
| 3.3.3 温度场验证方法 | 第88-89页 |
| 3.3.4 模拟与测温结果比较 | 第89-92页 |
| 3.4 本章小结 | 第92-94页 |
| 第4章 IN718合金熔覆增材微观组织及宏观力学性能 | 第94-110页 |
| 4.1 引言 | 第94页 |
| 4.2 多层多道IN718合金熔覆增材组织特征 | 第94-105页 |
| 4.2.1 样品及表征实验 | 第94-95页 |
| 4.2.2 多层多道样块试样横截面组织形貌 | 第95-98页 |
| 4.2.3 不同宏观区域的微观组织特征 | 第98-102页 |
| 4.2.4 WAAM与PLAM熔覆组织偏析及碳化物 | 第102-105页 |
| 4.3 熔覆态试样宏观微拉伸性能及断口分析 | 第105-109页 |
| 4.3.1 拉伸测试 | 第105-106页 |
| 4.3.2 微拉伸性能 | 第106-108页 |
| 4.3.3 断口分析 | 第108-109页 |
| 4.4 本章小结 | 第109-110页 |
| 第5章 IN718合金多层多道熔覆增材析出相演变 | 第110-155页 |
| 5.1 引言 | 第110页 |
| 5.2 固态相变动力学模型理论基础 | 第110-117页 |
| 5.2.1 JMAK整体转变动力学模型 | 第110-113页 |
| 5.2.2 同步转变动力学 | 第113-115页 |
| 5.2.3 增材热历程数据处理 | 第115-117页 |
| 5.3 IN718合金熔覆增材析出相演变预测 | 第117-130页 |
| 5.3.1 热力学数据 | 第117-124页 |
| 5.3.2 计算流程及节点热历程分段精度比较 | 第124-126页 |
| 5.3.3 多层多道熔覆样块试样信息 | 第126-127页 |
| 5.3.4 多层多道IN718合金增材样块析出相面分布 | 第127-130页 |
| 5.4 多层多道IN718合金增材样块析出相分布验证 | 第130-153页 |
| 5.4.1 横截面显微硬度分布 | 第130-132页 |
| 5.4.2 微观组织SEM表征及纳米析出相量化方法 | 第132页 |
| 5.4.3 样品准备及实验过程 | 第132-134页 |
| 5.4.4 SEM图像表征结果与讨论 | 第134-147页 |
| 5.4.5 各区域γ'/γ''相图像量化与结果比较 | 第147-153页 |
| 5.5 本章小结 | 第153-155页 |
| 第6章 IN718合金熔覆增材样块局域弹塑性力学性能 | 第155-192页 |
| 6.1 引言 | 第155页 |
| 6.2 微尺度局域塑性力学性能反演分析方法 | 第155-163页 |
| 6.2.1 总体表征及反演分析方法 | 第155-159页 |
| 6.2.2 纳米压痕理论方法 | 第159-163页 |
| 6.3 纳米压痕实验及其有限元建模 | 第163-173页 |
| 6.3.1 仪器及实验过程 | 第163-165页 |
| 6.3.2 压痕实验结果及分析 | 第165-169页 |
| 6.3.3 纳米压痕有限元建模 | 第169-173页 |
| 6.4 粒子群算法寻优 | 第173-179页 |
| 6.4.1 算法基础理论与流程 | 第173-176页 |
| 6.4.2 纳米压痕-FEM-PSO联合计算框架 | 第176-178页 |
| 6.4.3 算法参数及设置 | 第178-179页 |
| 6.5 多层多道IN718合金熔覆增材样块局域塑性性能 | 第179-190页 |
| 6.5.1 纳米压痕-FEM-PSO算例实验 | 第179-181页 |
| 6.5.2 WAAM顶部T试样算例结果及讨论 | 第181-183页 |
| 6.5.3 结果验证及增材样块局域塑性性能 | 第183-190页 |
| 6.6 本章小结 | 第190-192页 |
| 结论 | 第192-194页 |
| 参考文献 | 第194-210页 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 | 第210-212页 |
| 致谢 | 第212-213页 |
