激光增材高强铝合金糊状区流变学性质与本构模型研究

项目负责人：曹流 博士 讲师

  简介：激光增材制造高强铝合金在轻量化一体化零件生产中表现出巨大的应用潜力，但凝固裂纹缺陷已成为制约其工业化应用的瓶颈。探明激光增材情形下固相率、降温速率、应变、应变速率等因素对高强铝合金糊状区应力-应变-时间关系的影响规律，并构建准确的糊状区本构模型是定量化研究凝固裂纹的前提条件也是关键所在。为此，本项目创新性地提出以流变学为切入点，开展激光增材高强铝合金糊状区力学性质与本构模型研究。首先，借助先进流变学设备开展振荡、应力松弛与蠕变测试，探明快速凝固与非线性变形条件下糊状区流变学性质；其次，构建基于晶粒尺度的糊状区本构模型，以同时描述固相晶粒的非线性黏-弹-塑性变形行为和晶间液相的变黏度牛顿流体流动行为；最后，建立糊状区的晶粒尺度几何与网格模型，预测糊状区在不同载荷与变形边界条件下的应力-应变-时间响应，验证与修正本构模型。本研究有望为直接预测激光增材高强铝合金凝固裂纹的萌生与扩展提供坚实基础。