| 2020 №01 (01) |
DOI of Article 10.37434/as2020.01.02 |
2020 №01 (03) |
Журнал «Автоматичне зварювання», № 1, 2020, с.15-24
Чисельне прогнозування стану балкових виробів різної товщини при пошаровому формуванні електронно-променевим наплавленням
О.C. Міленін1, О.А. Великоіваненко1, С.С. Козлітіна1, С.М. Кандала1, А.Є. Бабенко2
1ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
2НТУУ «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37
Розроблено комплекс математичних моделей і засобів їх комп’ютерної реалізації для чисельного прогнозування кінетики температурних полів, фазового та структурного станів, механічних напружень і деформацій при пошаровому формуванні типових виробів зі сплавів на основі титану. На характерних прикладах електронно-променевого наплавлення балкових конструкцій таврового профілю з титанового сплаву ВТ6 за допомогою технології xBeam 3D Metal Printer досліджено особливості кінетики їх стану в залежності від технологічних параметрів виробництва. Показано вплив товщини підкладки на закономірності розвитку температурного поля при пошаровому формуванні балкових елементів та на структурний стан металу після повного охолодження. На прикладі формування товстостінного таврового виробу показано, що важливим фактором, який дозволяє отримати низький рівень залишкових напружень, є оптимізація часу затримки між наплавленням кожного з валиків для забезпечення умов рівномірного охолодження конструкції. Бібліогр. 11, рис. 14.
Ключові слова: адитивні технології, електронно-променеве наплавлення, xBeam 3D Metal Printer, математичне моделювання, макроструктура, механічні властивості, напружено-деформований стан
Надійшла до редакції 21.11.2019
Список літератури
1. Edwards P. et al. (2013). Electron Beam Additive Manufacturing of Titanium Components: Properties and Performance. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 135, 6. DOI: 061016/1-061016/7.2. Juechter V., Franke M.M., Merenda T. et al. (2018) Additive manufacturing of Ti–45Al–4Nb–C by selective electron beam melting for automotive applications. Additive Manufacturing, 22, 118–126. DOI: 10.1016/j.addma.2018.05.008.
3. Dutta B., Froes F.H. (2016) Additive Manufacturing of Titanium Alloys: State of the Art, Challenges and Opportunities. Oxford: Butterworth-Heinemann. DOI: 10.1016/C2015-0-02470-4.
4. Ковальчук Д.В., Мельник В.И., Мельник И.В. (2017) Новые возможности аддитивного производства с технологией xBeam 3D Metal Printing. Сборник трудов восьмой международной конференции «Лучевые технологии в сварке и обработке материалов», Киев, cc. 45–52.
5. Махненко В.И. (2006) Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. Киев, Наукова думка.
6. Полькин И.С. (2006) Повышение свойств металлических материалов за счет применения новых технологических процессов. Перспективные технологии легких и специальных сплавов. Москва, Физматлит, cc. 66–73.
7. Sieniawski J., Ziaja W., Kubiak K. (2013) Microstructure and Mechanical Properties of High Strength Two-Phase Titanium Alloys. Titanium alloys, 69–79.
8. Liu S., Shin Y.C. (2019) Additive manufacturing of Ti6Al4V alloy: A review. Materials and design, 164, 1–23.
9. Patil S., Kekade S., Phapale K. (2016) Effect of α and β phase volume fraction on machining characteristics of titanium alloy Ti6Al4V. 16th Machining Innovations Conference for Aerospace Industry, 65.
10. Velikoivanenko Е.A., Milenin A.S., Popov A.V. et al. (2019) Methods of numerical forecasting of the working performance of welded structures on computers of hybrid architecture. Cybernetics and Systems Analysis, 55, 1, 117–127. DOI: 10.1007/s10559-019-00117-8.
11. Makhnenko O.V., Milenin A.S., Velikoivanenko E.A. et al. (2017) Modelling of temperature fields and stress-strain state of small 3D sample in its layer-by-layer forming. The Paton Welding Journal, 3, 7–14. DOI: 10.15407/tpwj2017.03.02.
Реклама в цьому номері:
