激光定向能量沉积成型Ti-6Al-4V材料随机谱下的标识载荷方法技术

本发明专利技术属于合金材料测试领域，公开一种激光定向能量沉积成型Ti‑6Al‑4V材料随机谱下的标识载荷方法，包括：获取历史数据；基于历史数据确定激光定向能量沉积成型Ti‑6Al‑4V材料的当量初始缺陷尺寸；以当量初始缺陷尺寸作为初始裂纹尺寸，通过随机谱下伪真空环境裂纹扩展数值模拟确定标识载荷参数；基于标识载荷参数，生成含有标识载荷的随机载荷谱；基于含有标识载荷的随机载荷谱进行疲劳试验至试件断裂，进行断口判读获得数据集。本发明专利技术方法结合三维裂纹扩展的数值模拟方法和实际疲劳试验，解决了声发射法、电位降法、柔度法无法进行内部伪真空环境下三维裂纹检测的技术问题，同时相对于CT的高昂成本，大大降低了检测费用，无需昂贵的专业设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金材料测试领域，涉及一种ti-6al-4v材料的标识载荷方法，特别是一种激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料随机谱下的标识载荷方法。

技术介绍

1、激光定向能量沉积成型（laser-directed energy deposition， lded）是一种金属增材制造技术，具有成型快、性能好、效率高等优点。尤其在生产高密度大型结构上具有显著优势。目前，该技术在航空航天、机械制造、生物医学等领域的大型结构、复杂拓扑结构的制造上得到广泛应用。在制造中，粉末经历快速熔化-凝固过程，造成特殊的微组织和气孔缺陷，疲劳失效行为特殊。多见气孔诱发疲劳失效和微组织诱发失效。制约了该技术在主承力结构上的应用，迫切需要深入开展其疲劳失效行为和规律研究。

2、用lded技术制造的ti-6al-4v材料缺陷以气孔为主。由于粉末熔化过程中保护气体进入材料内部，在各向均匀压力下形成较为规则的圆球或椭球。材料的裂纹扩展过程相当一段时间内处于内部伪真空环境，其裂纹扩展速率和空气环境中存在显著区别。激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料的疲劳过程分为裂纹本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.激光定向能量沉积成型Ti-6Al-4V材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激光定向能量沉积成型Ti-6Al-4V材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，所述获取历史数据的步骤中，所述历史数据为基于CT扫描和疲劳试验获得的激光定向能量沉积成型Ti-6Al-4V材料的临界气孔尺寸；

3.根据权利要求1所述的激光定向能量沉积成型Ti-6Al-4V材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，所述以当量初始缺陷尺寸作为初始裂纹尺寸，通过随机谱下伪真空环境裂纹扩展数值模拟确定标识载荷参数的步骤中，采用考虑应力比和裂纹闭合效应的裂纹扩展模型进...

【技术特征摘要】

1.激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，所述获取历史数据的步骤中，所述历史数据为基于ct扫描和疲劳试验获得的激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料的临界气孔尺寸；

3.根据权利要求1所述的激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，所述以当量初始缺陷尺寸作为初始裂纹尺寸，通过随机谱下伪真空环境裂纹扩展数值模拟确定标识载荷参数的步骤中，采用考虑应力比和裂纹闭合效应的裂纹扩展模型进行裂纹扩展数值模拟，获得裂纹扩展模拟结果；

4.根据权利要求3所述的激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，所述采用考虑应力比和裂纹闭合效应的裂纹扩展模型进行裂纹扩展数值模拟的步骤中，采用的裂纹扩展模型为nasgro v3裂纹扩展模型。

5.根据权利要求3所述的激光定向能量沉积成型ti-6al-4v材料随机谱下的标识载荷方法，其特征在于，所述采用考虑应力比和裂纹闭合效应的裂纹扩展模型进行裂纹扩展数值模拟的步骤中，将公式（4）代入公式（3）对应力谱中的每个循环进行裂纹扩展模拟，当裂纹扩展到kmax≥kc，试件断裂，获得裂纹扩展模拟结果：全...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小帆，王金宇，李天驰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：