电子束增材残余应力控制

应力应变解耦

提出等效无限冷却时间间隔概念，通过实点熔化策略在保持熔池尺寸的同时显著降低宏观残余应力，打破残余应力与应变的固有正相关。

Lei, Yuchao · Zhao, Yufan · Yamanaka, Kenta · 章毅 · Xin, Lin · Akihiko, Chiba

Acta Materialia 2026

参数信息

熔深保持误差

8 %

技术优势

熔深几乎不变

在降低残余应力的同时保持熔池深度误差不超过8%，不影响成形质量与微观组织。

摆脱正相关限制

通过重塑塑性应变方向并交替压缩/拉伸塑性应变分量，在增加累积塑性应变的同时降低残余应力，克服了残余应力与应变的固有正相关。

热积累不再掣肘

提出等效无限冷却时间间隔概念，使实点熔化策略在典型热积累条件下仍能显著降低宏观残余应力，而传统策略效果有限。

应用场景

• 电子束增材制造：导入参数包即可降低电子束增材构件的残余应力，减少变形开裂。
• 残余应力控制：在保持熔深的同时显著降低宏观残余应力，用于替代传统仅降应力的策略。
• 航空航天构件：通过降低残余应力提高航空航天构件的尺寸稳定性和抗开裂能力。
• 增材制造工艺优化：提供熔化策略优化框架，在约束熔池尺寸下实现应力应变解耦控制。