[发明专利]一种选择性激光熔化过程中温度分布及翘曲变形预测方法

摘要

本发明公开了一种选择性激光熔化过程中温度分布及翘曲变形预测方法，该方法主要由热分析和力学分析组成。热分析包括以下步骤：Step1，确定加工参数并进行工艺规划；Step2，获取金属材料热相关属性并依据SLM构件尺寸建立模型；Step3，加载温度边界条件；Step4，瞬态分析得SLM构件的温度场。力学分析包括以下步骤：Step5，根据材料力学属性修改模型；Step6，添加边界条件并以Step4分析得到的温度场作为载荷，分析得到构件的应力场及变形。本发明通过热固耦合，将热分析与力学分析结合，建立温度及变形预测系统，为优化工艺参数减小SLM构件翘曲变形提供技术支持。

主权项

1.一种选择性激光熔化过程中温度分布及翘曲变形预测方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1，选取SLM加工工艺参数，在流体分析软件中采用自定义函数的方法对工艺参数进行编译；Step2，通过对金属粉末进行激光渗透照射实验，分析得出金属粉末层激光吸收率及激光渗透系数，同时区别金属粉末与固/液态材料属性，并依据SLM构件尺寸建立可逐层激活单元的仿真模型；Step3，在构件基体底部加载固定环境温度，在与金属粉末接触各表面设置绝缘，在加热面设置表面张力，同时根据加热面的相态，决定对其加载体热源或面热源；Step4，在确定时间步长和步数基础上，通过瞬态热分析得到SLM构件的温度场；Step5，根据材料力学属性修改SLM构件力学模型并利用生死单元法控制SLM单元力学属性；Step6，对SLM构件力学模型底部添加位移约束，并在力学分析模型上加载步骤Step4所得温度场，利用有限元分析方法得到构件的应力场及变形。