激光直接成形技术(LDF—Laser Direct Forming)是基于离散/堆积成形思想的新型制造技术,该技术是快速制造技术(RM—Rapid Manufacturing)的一种常用技术,也是目前主要采用的金属零件激光快速成型技术。RM技术与快速原型技术(RP—Rapid Prototyping)一起(通常称为RP/RM)被认为是近年来制造技术领域的一次重大突破,其对制造业的影响可与数控技术的出现相媲美。RP/RM技术不同于传统的零件加工方法,而是根据虚拟三维实体模型生成的分层信息,在计算机的控制下,逐点逐层(道)堆积并最终成形出所需的零件。金属零件激光直接成形过程中的温度场、热应力场的研究是国家“973”新材料领域计划项目中的重要研究内容。本文围绕着激光直接成形的温度场、热应力场和位移场的有限元数值模拟展开研究,完成了如下研究内容:(1)恰当地建立了激光直接成形的温度场、热应力场和位移场的有限元模型。(2)处理了温度场模拟过程中部分高温物性参数,使温度场模拟时物性参数的选取更合目的性,更为精确。(3)在连续移动三维瞬态激光熔池温度场有限元模拟的基础上,利用ANSYS有限元软件中的‘生死单元’技术,建立了金属薄壁零件激光直接成形过程的三维瞬态温度场有限元计算模型,模拟了不同工艺参数下该过程的温度场,分析了成形过程中基板及熔覆层温度的变化,获得了激光直接成形的温度变化规律。(4)利用ABAQUS软件解决了部分特殊工艺特征点在热应力场和位移场模拟过程中的处理与实现问题。通过模拟得出了多道激光熔覆过程中基板温度场、应力场、位移场的分布及变化规律。