激光金属沉积TA15钛合金工字梁疲劳性能研究
Chinese Journal of Rare Metals（2022）
摘要
激光金属沉积(LMD)是一种应用广泛的金属增材制造技术,可以快速成形复杂的结构件.以TA15钛合金粉末为原材料,采用激光金属沉积技术成形了 TA15工字梁缩比件,进行了 LMD TA15钛合金工字梁试样的疲劳试验和失效分析,研究了 LMD TA15钛合金材料和结构的疲劳性能.对4件试样在应力比为0.06,载荷峰值为80％静力破坏载荷的交变载荷下进行四点弯曲疲劳试验,受成形缺陷影响,试样出现混合失效模式:两件试样无明显缺陷,裂纹形态为受拉缘条角裂纹,两件试样为内部气孔缺陷诱发失效,裂纹形态为受拉缘条半椭圆裂纹.起裂位置与缺陷和应力水平有关,存在明显的差异.为阐明试样疲劳失效行为,进行了有限元分析,获得起裂位置的应力水平,分析了缺陷和应力水平对疲劳寿命的影响.结果表明,缺陷是影响试样疲劳性能的主导因素,缺陷降低疲劳寿命50％以上,对于无明显缺陷试样,试样的疲劳行为受到应力水平控制.
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