基于瞬态有限元分析的薄壁结构扫描路径优化

• 作者: 丁林山 张俐 张海鸥
• 来源期刊: 机械工程与技术
• 学科: 教育
• 关键词: 选择性激光熔化 瞬态有限元分析 扫描路径优化 翘曲变形
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 页码范围: 96-110
• 页数: 15页
• 分类号: G6

摘要

选择性激光熔化(Selective laser melting, SLM)是一个复杂的过程,涉及到金属的固–液转换、热传导、热辐射等过程,其成型零部件的翘曲变形一直是影响零件成型精度,制约SLM技术发展的主要原因。薄壁零件由于升温和散热较快,温度场分布非常不均匀,更容易发生翘曲变形。为保证SLM过程的正常进行并提高薄壁零件的成型精度,必须有效控制其温度场的分布。本文基于ANSYS软件中APDL语言对SLM加工过程中的简单薄壁结构进行了温度场、应力场和翘曲变形的瞬态有限元分析,建立了薄壁结构件模型,分析比较了不同扫描成型方式对其成型精度的影响。针对薄壁结构件对比了六种扫描方式多层成型的温度场和应力场,并比较了不同扫描成型方式下薄壁结构件翘曲变形量的大小。探究了温度梯度、内应力和翘曲变形之间的联系,从整个成型过程分析了影响零件成型精度的机理,并提出了一种针对薄壁结构的分层组合式扫描成型方式。