基于多层有限元模型的激光选区熔化多层瞬态温度场演化规律研究（英文）

发布时间：2018-10-19 14:28

【摘要】：建立了激光选区熔化(SLM)加工的多层瞬态热有限元模型,该模型考虑了随温度变化的材料属性,并通过将粉末材料的热物理属性转换为实体材料的热物理属性来模拟粉末-实体的转换过程,有限元分析结果与单熔道实验结果吻合,验证了该模型的有效性。研究了扫描速度(0.2 m/s,0.4 m/s,0.6 m/s)和激光功率(80 W,100 W,120 W)对温度场的影响,并研究了相邻层之间的铺粉过程的冷却效应。结果显示,当扫描速度越大时,温度峰值点相较激光光斑中心越偏后,温度峰值和温度梯度随着激光功率的增大或者扫描速度的减小而增大,该研究为SLM加工工艺参数的选择提供了理论依据。
[Abstract]:A multilayer transient thermal finite element model for laser selective melting (SLM) machining is established. The model takes into account the material properties with temperature variation. The thermal physical properties of powder materials are converted to those of solid materials to simulate the conversion process of powder and solid materials. The results of finite element analysis are in agreement with the experimental results of single melting channel, and the validity of the model is verified. The effects of scanning velocity (0.2 m / s) and laser power (80 W / 100 W ~ (120 W) on the temperature field were studied, and the cooling effect of the powder laying process between adjacent layers was studied. The results show that when the scanning speed increases, the temperature peak value and temperature gradient increase with the increase of laser power or the decrease of scanning speed. The research provides a theoretical basis for the selection of processing parameters of SLM.
【作者单位】： 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心;华南理工大学机械与汽车工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51405156) 湖南省科技计划(2014FJ4265) 湖南省教育厅科研项目(14C0432)
【分类号】：TG665

【共引文献】

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本文编号：2281412