大连交通大学学报2024,Vol.45Issue(6) :49-57.DOI:10.13291/j.cnki.djdxac.2024.06.009

基于SLM成型钛合金多孔结构的设计分析

Design and Analysis of Porous Structure of Titanium Alloy Based on SLM

关天民 汪新颖 郭泽方 翟贇
大连交通大学学报2024,Vol.45Issue(6) :49-57.DOI:10.13291/j.cnki.djdxac.2024.06.009

基于SLM成型钛合金多孔结构的设计分析

Design and Analysis of Porous Structure of Titanium Alloy Based on SLM

关天民 1汪新颖 1郭泽方 2翟贇1
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作者信息

  • 1. 大连交通大学 机械工程学院,辽宁 大连 116028
  • 2. 大连交通大学 詹天佑学院(中车学院),辽宁 大连 116028
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摘要

针对目前市场上广泛应用的钛合金(TC4)植入假体多为实心假体,其重量过大,同时弹性模量较高容易引起应力遮挡及应力集中等问题,设计了六面体、正八面体、棱形十二面体及衍生十二面体 4种变参数钛合金多孔结构,通过SLM技术成型多孔结构验证其力学性能.结果表明,孔隙率对结构力学性能影响较大,孔隙率越低,其结构整体更趋近于各向同性,越接近仿真所得结果.结合断口观察,4种结构都近似呈 45°剪切破坏,属于塑性断裂.

Abstract

Aiming at the problems of stress shielding and stress concentration caused by significant weight and high elastic modulus of titanium alloy(TC4)solid implants,the porous structures of hexahedral,octahedral,rhombic dodecahedron and derived dodecahedral titanium alloys were designed and analyzed.The results show that the porosity has a significant influence on the mechanical properties of the structure.The lower porosity produces more isotropic structure,making the property closer to the simulation ones.Combined with observing the fracture surface,the four kinds of structures all show approximately 45° shear failure which belongs to plastic fracture.

关键词

多孔结构设计/激光选区熔化/等效弹性模量

Key words

porous structure design/laser selective melting/equivalent elastic modulus

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出版年

2024
大连交通大学学报
大连交通大学

大连交通大学学报

CSTPCD
影响因子:0.258
ISSN:1673-9590
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