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摘要
利用有限单元法模拟选区激光熔化(selective laser melting, SLM)单道成形过程，建立热流耦合模型，考虑了固体金属材料性质随温度变化和相变过程，以及粉末间隙对材料性质的影响。利用焓-孔隙度方法模拟熔池凝固时的动量耗散，确定固-液相界面。根据能量守恒定律，在现有的圆柱体热源模型上，提出了旋转抛物体热源模型，并与传统高斯面热源模型选区激光熔化过程中温度分布和熔池尺寸的预测结果比较。结果表明，在试验激光能量密度研究范围内，旋转抛物体热源和高斯面热源模式下熔池宽度的平均预测误差分别为12.18%、7.07%。对于熔池宽度，高斯面热源的预测精度优于旋转抛物体热源。当激光能量密度为40～100 J/mm3时，旋转抛物体热源和高斯面热源模式下熔池深度的平均预测误差分别为17.00%和38.20%。对于熔池深度来讲，旋转抛物体热源预测精度优于高斯面热源。此外，研究发现考虑熔池流动效应作用下得到的熔池温度分布更加均匀。
- 出版日期2022
- 单位东华大学
