激光金属沉积TA15钛合金工字梁疲劳性能研究

激光金属沉积（LMD）是一种应用广泛的金属增材制造技术，可以快速成形复杂的结构件。以TA15钛合金粉末为原材料，采用激光金属沉积技术成形了TA15工字梁缩比件，进行了LMD TA15钛合金工字梁试样的疲劳试验和失效分析，研究了LMD TA15钛合金材料和结构的疲劳性能。对4件试样在应力比为0.06，载荷峰值为80%静力破坏载荷的交变载荷下进行四点弯曲疲劳试验，受成形缺陷影响，试样出现混合失效模式：两件试样无明显缺陷，裂纹形态为受拉缘条角裂纹，两件试样为内部气孔缺陷诱发失效，裂纹形态为受拉缘条半椭圆裂纹。起裂位置与缺陷和应力水平有关，存在明显的差异。为阐明试样疲劳失效行为，进行了有限元分析，获得起裂位置的应力水平，分析了缺陷和应力水平对疲劳寿命的影响。结果表明，缺陷是影响试样疲劳性能的主导因素，缺陷降低疲劳寿命50%以上，对于无明显缺陷试样，试样的疲劳行为受到应力水平控制。