3D打印TC4钛合金双面剪切试验和孔挤压试验性能表征

发布时间：2021-09-17 09:17

　　3D打印成型技术近几年来得到快速发展,但是目前还存在许多不足。本课题针对3D打印钛合金缺乏力学性能评价标准的问题,在比较了国内外相关材料试验标准差异的基础上,选取了双面面剪切试验和孔挤压试验作为3D打印TC4钛合金的力学表征实验方法,通过相关试验验证和数据比较,设计整套试验方案,并对相关试验参数进行验证,采用不同的分析方法对3D打印钛合金进行了性能测定与表征。目前,孔挤压试验和双面剪切试验这两种试验方法都没有现行的国家标准。针对这一状况,结合3D打印钛合金材料的特性,建立适合3D打印钛合金的试验构架。设计试验工装和具体试验流程,通过试验过程中发现的问题及试验数据做出针对性的修改。剪切类试验主要集中在板材及材料连接处的剪切试验,对于圆棒试样的剪切试验方法尚没有明确的试验标准。本试验中以铝合金双面剪切试验标准为基础,设计试验方案及试验工装,对3D打印钛合金TC4进行双面剪切试验的试验方法方面的研究。孔挤压试验是通过模拟螺栓、销钉、铆钉与构件结合时的受力情况,针对检测构件部分承受的载荷而提出的一种试验方法。由于3D打印钛合金制品目前已经广泛应用于医疗及航空航天领域,所以通过试验对3D打印TC... 

【文章来源】：钢铁研究总院北京市

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外发展状况
        1.2.1 国外发展状况
        1.2.2 国内发展状况
    1.3 课题来源及论文主要内容
第二章 3D打印钛合金常规性能检测
    2.1 概述
    2.2 拉伸试验
    2.3 硬度试验
    2.4 压缩试验
    2.5 金相试验
    2.6 小结
第三章 双面剪切方法研究
    3.1 概述
    3.2 双剪试验工装设计
    3.3 取样方向
    3.4 试样制备
    3.5 试验步骤
    3.6 数据计算
    3.7 断口形貌
    3.8 小结
第四章 孔挤压试验方法研究
    4.1 概述
        4.1.1 孔挤压试验简介
        4.1.2 试验步骤
    4.2 实验工装设计
        4.2.1 上承载框
        4.2.2 测量延伸部分
        4.2.3 承载销
    4.3 不同参数对孔挤压试验的影响
        4.3.1 不同加载速率及加载方式对实验结果的影响
        4.3.2 不同孔径D对实验结果的影响
        4.3.3 不同厚度t对实验结果的影响(边距比2.0)
        4.3.4 不同厚度t对实验结果的影响(边距比1.5)
        4.3.5 边距比δ对实验结果的影响
    4.4 失效模式
    4.5 小结
第五章 DIC方法测定应变场
    5.1 概述
    5.2 DIC方法原理
    5.3 DIC方法对孔挤压试验的研究
        5.3.1 试验设备的架设
        5.3.2 试样散斑的制备
        5.3.3 试验设备调试
        5.3.4 采集图像
        5.3.5 试验结果分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 后续工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于熔融挤压快速成型的3D打印关键技术发展现状[J]. 邓佳文,王冰,沈峰,冒卫星,张政,黄明宇.  化工新型材料. 2016(10)
[2]3D打印技术研究现状和关键技术[J]. 张学军,唐思熠,肇恒跃,郭绍庆,李能,孙兵兵,陈冰清.  材料工程. 2016(02)
[3]3D打印金属材料研究进展[J]. 郑增,王联凤,严彪.  上海有色金属. 2016(01)
[4]3D打印两相钛合金组织性能研究现状[J]. 文艺,姜涛,邬冠华,刘春江,孔焕平.  失效分析与预防. 2016(01)
[5]激光熔覆技术在金属3D打印中的应用[J]. 孙莹.  机电产品开发与创新. 2015(06)
[6]焊接/连接与增材制造（3D打印）[J]. 关桥.  焊接. 2014(05)
[7]金属板料剪切试验方法及应用的研究现状[J]. 郑钰,李宏烨,庄新村,赵震.  上海交通大学学报. 2014(03)
[8]增材制造（3D打印）技术发展[J]. 卢秉恒,李涤尘.  机械制造与自动化. 2013(04)
[9]数字散斑相关方法及应用进展[J]. 王永红,梁恒,王硕,张浩,杨连祥.  中国光学. 2013(04)
[10]金属材料力学性能试验方法和试验设备的新进展[J]. 高怡斐.  山东冶金. 2012(04)

硕士论文
[1]激光增材制造（3D打印）制备生物医用多孔金属工艺及组织性能研究[D]. 李洋.苏州大学 2015
[2]面向增材制造的球形金属粉的制备、表征与应用[D]. 原光.南京理工大学 2015
[3]EBM法Ti-6Al-4V合金组织与力学性能研究[D]. 王哲.沈阳大学 2013



本文编号：3398420