多组元金属粉末直接激光烧结过程数值模拟及烧结区域预测
【摘要】:多组元金属粉末的直接选区激光烧结(DMLS,Direct Metal Laser Sintering)是一种利用激光将多种金属粉末混合材料直接烧结成型金属零部件的快速原型制造技术,由于其能直接成型金属零部件而成为快速制造的一个重要发展方向。与非金属粉末烧结相比,DMLS更难成型、更易发生变形,受材料特性、温度分布、温度变化与应力影响较大,探索其影响规律成为当前DMLS研究的热点之一。DMLS是一种热能传播主导的净成型方式,热量在粉床中的动态传播过程在粉末致密化成型过程中起了关键作用。DMLS的温度场、密度场和热应力场分布具有强瞬态、大梯度的特征,很难直接用实验方法准确地测定粉床中瞬时温度场、密度场、应力场分布规律,采用以试验为基础的方法确定其工艺参数又需耗费大量的人力、物力、财力,越来越多的研究人员致力于采用数值分析方法研究DMLS成型过程规律。利用数值模拟研究DMLS成型过程的动态温度场、密度场、热应力场的变化规律,可用于分析各种材料和工艺参数对温度场、应力和应变场的作用规律,预测给定参数下的烧结区域,以合理控制加工工艺,从而减少实验次数、降低实验成本、避免球化等现象的发生、提高烧结成型件性能,具有重要的理论意义和工程实用价值。
本文重点研究了粉床从粉体到近实体转变过程中,不同区域导热系数等材料性质的非线性动态变化规律;分析了DMLS过程的瞬态三维温度场、密度场变化规律,以及应力场分布特征,并采用间接方法对温度场模拟结果进行了验证;采用有限元方法和神经网络方法对烧结宽度、烧结深度进行了预测。论文的主要研究内容和特色如下:
1、提出了金属粉末导热系数在粉体-实体连续转化过程的动态非线性变化
|
|
|
|
1 |
程军,柳百成;铸钢锭凝固过程数值模拟和缩孔缩松预测[J];热加工工艺;1990年05期 |
2 |
高士友;;矩形内孔组合挤压凹模的设计方法[J];模具技术;1991年02期 |
3 |
彭勇;;广义弹簧质量系统模态分析的有限元解法[J];西安石油大学学报(自然科学版);1991年02期 |
4 |
张国民;李剑敏;;结构优化中重分析设计的一种方法[J];浙江理工大学学报;1991年04期 |
5 |
陈琳;董家梅;金国梁;陈继平;余俊;;套管头结构强度可靠性研究[J];石油学报;1993年04期 |
6 |
罗国富,郭健明;油罐车罐体的有限元分析[J];郑州轻工业学院学报;1995年03期 |
7 |
佘斌;;用有限元法研究复合材料层合板的热屈曲特性[J];盐城工学院学报;1996年03期 |
8 |
贺幼良;白光润;宋宝韫;余占鳌;;连续包覆型腔内应力应变分布的三维有限元分析[J];金属成形工艺;1999年04期 |
9 |
赵国群;王广春;马新武;;塑性有限元模拟中材料体积损失的控制方法[J];金属成形工艺;1999年06期 |
10 |
廖建云;陈登福;冯科;;方坯连铸二冷热应力模拟[J];钢铁技术;2003年02期 |
11 |
杜臣勇;董湘怀;;板料成形数值模拟的逆算法研究[J];金属成形工艺;2003年02期 |
12 |
唐克伦,秦泰;考虑轴承支反力矩的有限元法[J];四川理工学院学报(自然科学版);2005年02期 |
13 |
陈琴;基于有限元及修正梯度法的材料二维缺陷弹性波识别[J];南通大学学报(自然科学版);2005年03期 |
14 |
王振波,张卫东,杨春河;砌体结构温度应力分析[J];南京工业大学学报(自然科学版);2005年05期 |
15 |
潘琼瑶,贺鹏飞,郑百林,钱怡;颗粒增强复合材料热性能的数值模拟研究[J];太原理工大学学报;2005年06期 |
16 |
孙斌堂,朱国荣,王宣清,孙振波;马钢姑山铁矿采场动帮高边坡加固方案研究[J];哈尔滨工业大学学报;2005年10期 |
17 |
祝定龙,江华;长输管线大跨越的设计及应用[J];江汉石油职工大学学报;2005年06期 |
18 |
李传习;郭科;;南宁永和大桥动力特性研究[J];长沙理工大学学报;2005年04期 |
19 |
刘金祥;廖日东;左正兴;;数值模拟在缸盖铸造充型过程研究中的应用[J];铸造技术;2006年01期 |
20 |
许丽娇;苏宜清;朱振东;;转运车输料架的静态有限元分析[J];煤矿机械;2006年03期 |
|