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基于残余应力分布优化的TBM滚刀刀圈激光熔覆涂层制备工艺研究
1
作者
崔少杰
王好平
+3 位作者
莫继良
蒙树立
段文军
冯鉴
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期413-423,共11页
目的为改善TBM(全断面隧道掘进机)涂层刀圈残余应力分布,针对刀圈涂层制备过程中的激光扫描路径开展研究,以优化刀圈涂层及涂层/基材界面的残余应力分布。方法使用MSC.Marc 2016软件建立了刀圈涂层制备的三维完全热机耦合模型,通过试验...
目的为改善TBM(全断面隧道掘进机)涂层刀圈残余应力分布,针对刀圈涂层制备过程中的激光扫描路径开展研究,以优化刀圈涂层及涂层/基材界面的残余应力分布。方法使用MSC.Marc 2016软件建立了刀圈涂层制备的三维完全热机耦合模型,通过试验验证了模型的准确性,并针对激光熔覆过程中扫描顺序、扫描方向和扫描终点夹角等3个工艺变量开展了应力场分析研究。结果刀圈表面近涂层区周向/径向残余应力数值计算结果分布趋势与试验基本一致,且在涂层与基材结合的界面处,残余应力梯度达到最大,当激光扫描方向为安装孔到刃顶时,涂层刀圈残余应力的不合理分布得到了明显改善且应力最值显著降低,其中基材部分残余应力最高降低35 MPa,而调整扫描顺序和扫描终点夹角未能有效改善刀圈残余应力的分布及应力最值。结论通过合理设计熔覆过程中的扫描路线,可以有效改善刀圈涂层的残余应力分布并降低残余应力最值,对延长TBM涂层刀圈服役寿命具有重要的指导意义。
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关键词
TBM滚刀刀圈
激光熔覆涂层
数值仿真
工艺优化
残余应力分布
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职称材料
题名
基于残余应力分布优化的TBM滚刀刀圈激光熔覆涂层制备工艺研究
1
作者
崔少杰
王好平
莫继良
蒙树立
段文军
冯鉴
机构
西南交通大学盾构/TBM装备摩擦学设计实验室
西南交通大学机械工程学院
中铁工程服务
有限
公司
中德
云岭
(
四川
)
工具
制造
有限责任公司
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期413-423,共11页
基金
国家自然科学基金(U22A20181、52005419)
四川省科技重点研发项目(21ZDYF3658)。
文摘
目的为改善TBM(全断面隧道掘进机)涂层刀圈残余应力分布,针对刀圈涂层制备过程中的激光扫描路径开展研究,以优化刀圈涂层及涂层/基材界面的残余应力分布。方法使用MSC.Marc 2016软件建立了刀圈涂层制备的三维完全热机耦合模型,通过试验验证了模型的准确性,并针对激光熔覆过程中扫描顺序、扫描方向和扫描终点夹角等3个工艺变量开展了应力场分析研究。结果刀圈表面近涂层区周向/径向残余应力数值计算结果分布趋势与试验基本一致,且在涂层与基材结合的界面处,残余应力梯度达到最大,当激光扫描方向为安装孔到刃顶时,涂层刀圈残余应力的不合理分布得到了明显改善且应力最值显著降低,其中基材部分残余应力最高降低35 MPa,而调整扫描顺序和扫描终点夹角未能有效改善刀圈残余应力的分布及应力最值。结论通过合理设计熔覆过程中的扫描路线,可以有效改善刀圈涂层的残余应力分布并降低残余应力最值,对延长TBM涂层刀圈服役寿命具有重要的指导意义。
关键词
TBM滚刀刀圈
激光熔覆涂层
数值仿真
工艺优化
残余应力分布
Keywords
TBM cutter ring
laser cladding coating
numerical simulation
process optimization
distribution of residual stress
分类号
V261.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于残余应力分布优化的TBM滚刀刀圈激光熔覆涂层制备工艺研究
崔少杰
王好平
莫继良
蒙树立
段文军
冯鉴
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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