Остаточные напряжения в аддитивно изготавливаемых деталях: обзор
Автор: Андреев А.А.
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Новые материалы и технологии в космической технике
Статья в выпуске: 4, 2025 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время в производство авиа- и космической техники внедряются аддитивные методы изготовления деталей. Аддитивные технологии позволяют создавать детали сложной конфигурации, тем самым обеспечивая высокую эффективность их применения. Однако одной из ключевых проблем, возникающих на пути применения аддитивных технологий, являются остаточные напряжения, которые возникают в процессе аддитивного производства и присутствуют на всех его этапах. Остаточные напряжения, являющиеся следствием температурного нагрева и охлаждения конструкции, могут оказывать серьезное влияние на механические и эксплуатационные свойства изготавливаемых деталей. В статье рассмотрены причины возникновения остаточных напряжений при различных методах аддитивного производства. Проведена оценка их влияния на прочностные характеристики напечатанных конструкций и геометрическую точность их изготовления. Рассмотрены методы снижения остаточных напряжений на разных этапах аддитивного производства, включая моделирование аддитивной детали и ее обработку после изготовления. Проведен обзор существующих подходов и методов к моделированию и прогнозированию остаточных напряжений в аддитивно изготавливаемых конструкциях, что особенно важно для снижения остаточных напряжений и увеличения прочности и надежности в критически важных элементах аэрокосмической техники.
Аддитивные технологии, аддитивное производство, остаточные напряжения, численные методы
Короткий адрес: https://sciup.org/14134202
IDR: 14134202 | УДК: 629.783 | DOI: 10.26732/j.st.2025.4.06
Residual stresses in additively manufactured details: a review
Additive manufacturing methods are currently being introduced into the aerospace industry. Additive manufacturing enables the creation of complexly configured parts, thereby ensuring high efficiency. However, one of the key challenges facing additive manufacturing is residual stress, which arises during additive manufacturing and is present at all stages. Residual stress, a consequence of thermal heating and cooling of the structure, can have a significant impact on the mechanical and operational properties of manufactured parts. This article examines the causes of residual stress in various additive manufacturing methods. Their impact on the strength characteristics of printed structures and the geometric accuracy of their manufacture is assessed. Methods for reducing residual stress at various stages of additive manufacturing are discussed, including additive part modeling and post-manufacturing processing. A review of existing approaches and methods for modeling and predicting residual stress in additively manufactured structures is provided, which is particularly important for reducing residual stress and increasing strength and reliability in critical aerospace components.
