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钛合金SLM成形过程中,由于激光能量的集中输入易造成SLM温度场的不均匀性与不稳定性,导致粉末温度产生非线性变化,继而引起零件在成形过程中应力过大,产生翘曲变形甚至开裂等缺陷。基于SLM温度场对零件成形的影响,有必要从热力学角度对钛合金SLM过程进行深入分析,从而揭示钛合金SLM成形机理。本文采用有限元仿真与实验相结合的方法,开展了钛合金SLM成形机理研究。具体工作如下：(1)综合考虑热传导、热对流的影响,材料热物理性能参数与温度的非线性关系,及相变潜热的影响,建立了钛合金SLM温度场有限元模型。利用参数化设计语言(APDL)实现了激光热源的施加和循环调用,利用单元生死技术实现了多层扫描的模拟。(2)在钛合金SLM温度场研究中,分析了不同激光功率和扫描速度对温度场分布、熔池尺寸、液相时间、冷却速度和相邻熔道搭接效果的影响。重点探讨了不同扫描策略的单层及其多层扫描对温度场的影响。温度场分析为后期试验参数选择提供理论指导。(3)在钛合金SLM热应力场研究中,分析了SLM加工钛合金产生翘曲变形的原因。通过温度场分析得到的不同扫描策略下的温度场结果,利用ANSYS热结构耦合的方法对SLM热应力进行了模拟。结果直观显示了不同扫描策略SLM热应力的分布情况。(4)将实验研究与有限元仿真相结合,采用了实验工艺与数值模拟一致的参数对仿真的结果进行了验证。通过观察钛合金熔道特征和金相组织的演变,发现了微观组织的变化与宏观的温度场之间有紧密的联系。验证了有限元仿真的有效性。