[发明专利]一种激光近净成形过程中快速确定辅助超声功率值的方法有效
| 申请号： | 201710805241.7 | 申请日： | 2017-09-08 |
| 公开（公告）号： | CN107577879B | 公开（公告）日： | 2020-07-14 |
| 发明（设计）人： | 吴东江;闫帅;元世军;牛方勇;马广义 | 申请（专利权）人： | 大连理工大学 |
| 主分类号： | G06F30/17 | 分类号： | G06F30/17;C04B35/10 |
| 代理公司： | 大连理工大学专利中心 21200 | 代理人： | 温福雪;侯明远 |
| 地址： | 116024 辽*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | 本发明公布了一种激光近净成形过程中快速确定辅助超声功率值的方法，利用结晶学理论公式并结合激光近净成形实际工艺特点计算得出不同材料最佳辅助超声功率，具体步骤是：将超声功率转化成超声声压，利用超声声压对结晶过程中自由能变化量、生长速率、晶粒尺寸的影响，最终计算出最佳辅助超声功率值。本发明的优势在于，依据不同材料确定最佳辅助超声功率，成形件晶粒尺寸得到最大程度的细化，裂纹、气孔、缩孔等缺陷得到较高程度的抑制，致密性得到较大的提高。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 激光 成形 过程 快速 确定 辅助 超声 功率 方法 | ||
【主权项】：
一种激光近净成形过程中快速确定辅助超声功率值的方法，其特征在于，步骤如下：A、超声功率与超声声压的转化：ΔP=P27S---(1)]]>其中，ΔP为超声声压，P为超声功率，S为激光近净成形过程中熔池面积；B、成形材料自由能变化量与声压的关系：ΔG＝ΔHS+TΔSS+ΔVSΔP (2)其中，ΔG为成形材料固液状态自由能的变化量，ΔHS为焓变，ΔSS为熵变，ΔVS为体积变化；C、成形材料生长速率与自由能变化量的关系：其中，v为生长速率，a为成形材料二维晶核的台阶高度，I0为指前系数，σ是成形材料界面能，kB为Boltzmann常量，T为成形材料熔点；D、将公式(2)代入公式(3)得成形材料生长速率与超声功率的关系：v=aSI0eπσ2kBT(ΔHS+TΔSS+ΔVSP27S)---(4)]]>E、成形材料生长速率与晶粒尺寸的关系：λ2v＝aJ (5)其中，λ为晶粒尺寸，aJ为Jackson因子；F、联立公式(4)、(5)得最佳辅助超声功率值公式：P=27SΔVS(πσ2kBTlnaJaSI0λ2-ΔHS-TΔSS)---(6).]]>
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