金属激光增材制造过程数值模拟

摘要：

金属激光增材制造过程中,热应力导致零件发生形变;气孔与熔合不良等缺陷降低零件的拉伸以及疲劳性能;熔池内的凝固微观组织,尤其是柱状晶等轴晶转变(Columnar to Equiaxed Transition,CET)是影响零件性能的重要因素.针对上述3个方面,回顾了金属激光增材制造数值模拟的发展历史,对其研究现状和存在问题进行了评述,阐述了金属激光增材制造过程中所采用的数值模型和数值方法,包括热应力分析的有限元(Finite Element Method,FEM)方法、模拟熔池金属液流动的计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD),以及凝固微观组织模拟的相场法(Phase Field,PF)和元胞自动机方法(Cellular Automaton,CA).在此基础上对金属激光增材制造过程数值模拟的前景及趋势进行了展望.

关键词：增材制造、数值模拟、热应力耦合、凝固微观组织模拟

分类号：TG2;TH1

资助基金：国家自然科学基金51323008、51604227、51475380、51271213;国家重点研发计划2016YFB1100100;国家高技术研究发展计划2013AA031103等

在线出版日期：2017-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：16-25