[发明专利]一种基于温度场的DED过程硬度预测方法及装置

权利要求书

1.一种基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，包括：

针对DED工艺打印过程暴露周期内热量周期变化的特点，确定温度场关键温度特征，其中，DED表示直接能量沉积；

在DED成型过程中，根据确定的温度场关键温度特征，获取待测零件的部分采样点的温度场数据；

根据待测零件的形状，建立三维坐标系；

根据温度场数据的关键温度特征在待测零件三个维度方向上的温度变化规律，从三个维度进行零件硬度预测，得到整个待测零件的硬度分布情况；

其中，所述温度场关键温度特征包括：x方向关键温度特征、y方向关键温度特征及z方向关键温度特征；其中，

x方向关键温度特征为采样点暴露周期内沉积温度、冷却温度、冷却速率及平均沉积温度；

y方向关键温度特征为采样点暴露周期内沉积温度及冷却温度；

z方向关键温度特征为采样点暴露周期内沉积温度、冷却温度、沉积温度梯度及平均沉积温度。

2.根据权利要求1所述的基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，所述部分采样点为待测零件每层等间隔固定位置的点且能代表硬度总体分布情况。

3.根据权利要求1所述的基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，暴露周期为DED过程一采样点出现直到被覆盖所用的时间，但不包括被覆盖时；

沉积温度为一个暴露周期内的最高温度；

冷却温度为一个暴露周期内的最低温度。

4.根据权利要求1所述的基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，X轴方向上冷却速率表示为：

v＝(tX+100)/s

其中，v表示X轴方向上的冷却速率，tX为坐标y,z相同的采样点暴露周期内的最低温度，s为采样点降低100度到达tX所需要的时间。

5.根据权利要求1所述的基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，X轴方向上平均沉积温度表示为：

其中，TX为X轴方向上平均沉积温度，T_xyz为坐标为(x,y,z)的采样点暴露周期内的最高温度，m、n、l分别表示x、y、z方向选取的采样点个数。

6.根据权利要求1所述的基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，Z轴方向上平均沉积温度表示为：

其中，TZ表示Z轴方向上平均沉积温度，T_xyz为坐标为(x,y,z)的采样点暴露周期内的最高温度，m、n、l分别表示x、y、z方向选取的采样点个数。

7.根据权利要求6所述的基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，Z轴方向上沉积温度梯度表示为：

其中，grad表示Z轴方向上沉积温度梯度，TZ_n+1与TZ_n分别为层打印起点相同时相邻2层的平均沉积温度，t_inter为层打印起点相同时相邻2层打印开始的时间间隔。

8.根据权利要求1所述的基于温度场的DED过程硬度预测方法，其特征在于，所述根据温度场数据的关键温度特征在待测零件三个维度方向上的温度变化规律，从三个维度进行零件硬度预测，得到整个待测零件的硬度分布情况包括：

A1，根据沉积温度、冷却温度、沉积温度梯度及平均沉积温度在z轴的分布规律预测硬度随层数增加的变化趋势；

A2，根据沉积温度、冷却速率、冷却温度及平均沉积温度在x轴的分布规律预测硬度随长度方向位置变化的趋势；

A3，根据沉积温度及冷却温度在y轴的分布规律预测硬度随宽度方向位置变化的趋势；

A4，根据A1、A2和A3预测结果，确定整个待测零件硬度分布情况以及硬度最大的区域。