【摘 要】
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采用CFD-ACE+多物理场软件对激光熔融沉积增材制造中同轴送粉过程的粉末颗粒运动轨迹及温度场进行了模拟研究.运用N-S方程组和拉格朗日方程组模拟气相与颗粒离散相的运动轨迹,并且建立了温度场计算模型计算粉末流与激光光束的互相作用.通过改变载气量,颗粒度,激光功率以及送粉量等工艺参数,得出了对颗粒运动轨迹及温度场影响的变化规律.最终,将模拟结果与实际情况进行了对比.运动轨迹的模拟外观轮廓与实际情况基
【机 构】
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北京航空材料研究院 100095 中航伊萨(北京)科技发展有限公司 100094
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采用CFD-ACE+多物理场软件对激光熔融沉积增材制造中同轴送粉过程的粉末颗粒运动轨迹及温度场进行了模拟研究.运用N-S方程组和拉格朗日方程组模拟气相与颗粒离散相的运动轨迹,并且建立了温度场计算模型计算粉末流与激光光束的互相作用.通过改变载气量,颗粒度,激光功率以及送粉量等工艺参数,得出了对颗粒运动轨迹及温度场影响的变化规律.最终,将模拟结果与实际情况进行了对比.运动轨迹的模拟外观轮廓与实际情况基本符合.温度场的实际测量限制于图像捕捉器材的局限性,虽然所得出的结果并达不到模拟温度场的温度,但可以发现其颗粒度、送粉量以及激光功率对温度场的影响规律与模拟温度场结果基本相似.
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利用ANSYS/LS-DYNA软件对TA1/Q345复合板爆炸焊接过程进行了数值模拟.对炸药的不同起爆方式和爆炸工艺参数(炸药厚度、间距)对爆炸焊接质量的影响作了研究.结果表明:炸药在中心引爆方式下比边界引爆方式下能量利用率高,实际生产中采用中心起爆较为合理;在复板厚度和炸药厚度一定的条件下,复板和基板间距≤1.1cm时复合板的结合情况良好:在复板与基板间距和复板厚度一定的条件下,炸药厚度≥3.5
采用元胞自动机法建立了焊接熔池凝固过程中的温度场模型,模拟了Ti-45％Al合金钨极氩弧焊下的温度场分布,并分析了焊接热功率、焊接速度和有效加热半径对温度场的影响.计算结果表明:随着焊接热功率的增加,熔池最高温度增大,等温线线分布更加密集:随着焊接速度的增加,熔池的最高温度明显降低,等温线的形状变得细长;随着有效加热半径的减小,等温线密集程度与熔池最高温度都明显增大.
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简单介绍了爆炸焊接的基本原理,对近几年国内外关于爆炸焊接过程及工艺优化等方面的数值模拟研究进展进行了综述.指出对爆炸焊接机理研究、爆炸焊接过程的全面模拟及爆炸焊接窗口仿真系统的开发是有待进一步研究的问题;提出了一些建议,并展望了爆炸焊接数值模拟研究的发展趋势.
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