基于固有应变法的激光选区熔化成形变形趋势预测 
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Deformation Prediction of Metal Selective Laser Melting Based on Inherent Strain Method
南京理工大学机械工程学院, 江苏 南京 210094
图 & 表
图 1. “局部-整体”二级模型示意图。(a)局部模型;(b)整体模型
Fig. 1. Schematic of two-level progressive model of locality -integration. (a) Local model; (b) integral model
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图 2. “热源-局部-结构件”三级模型示意图。(a)热源模型;(b)局部模型;(c)结构件模型
Fig. 2. Three-level progressive model of heat source-locality -structural parts.(a) Heat source model; (b) local model; (c) Structural part model
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图 3. 粉末热导率随温度的变化
Fig. 3. Thermal conductivity of powder versus temperature
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图 4. 材料热导率随温度变化的模拟
Fig. 4. Simulated thermal conductivity of materials versus temperature
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图 5. 热源模型原理图及单元划分示意图
Fig. 5. Schematic of heat source model and element partition
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图 6. 熔道截面SEM形貌
Fig. 6. SEM image of weld path section
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图 7. 仿真的熔道截面
Fig. 7. Simulated weld path section
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图 8. 局部模型原理图
Fig. 8. Schematic of local model
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图 9. 局部模型的单元划分
Fig. 9. Element partition of local model
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图 10. 局部模型仿真结果
Fig. 10. Simulation results of local model
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图 11. 局部模型的取值方法
Fig. 11. Value getting method of local model
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图 12. 仿真结果拟合曲线
Fig. 12. Fitting curves of simulation results
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表 1结构件模型及其仿真结果
Table1. Structural part model and its simulation results
| Sample No. | 1# | 2# | 3# | 4# |
|---|
| Structural part model | | | | | | Simulation resultof deformation | | | | |
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表 2打印与3D扫描结果
Table2. Forming and 3D scan results
| Sample No. | 1# | 2# | 3# | 4# |
|---|
| Structural part model | | | | | | Simulation resultof deformation | | | | |
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表 3仿真与实际零件变形值比较
Table3. Comparison between simulated and actual deformation values of parts
| Sample No. | Measuring point | Simulation result /mm | Real deformation /mm | Deviation /% |
|---|
| 1 | 0.110331 | 0.092 | -19.93 | | 2 | 0.075430 | 0.066 | -14.29 | | 1# | 3 | 0.0639997 | 0.061 | -4.92 | | 4 | 0.0453775 | 0.046 | 1.35 | | 5 | 0.0236487 | 0.026 | 9.04 | | 1 | 0.0355966 | 0.035 | -1.70 | | 2 | 0.0633052 | 0.077 | 17.79 | | 2# | 3 | 0.0370169 | 0.038 | 2.59 | | 4 | 0.0718298 | 0.076 | 5.49 | | 5 | 0.0706910 | 0.079 | 10.52 | | 1 | 0.1169321 | 0.118 | 0.90 | | 2 | 0.0678586 | 0.072 | 5.75 | | 3# | 3 | 0.1220821 | 0.140 | 12.80 | | 4 | 0.0983000 | 0.115 | 14.52 | | 5 | 0.1121012 | 0.141 | 20.50 | | 6 | 0.0528706 | 0.064 | 17.39 | | 1 | 0.0395682 | 0.042 | 5.79 | | 2 | 0.0899884 | 0.088 | -2.26 | | 3 | 0.0766773 | 0.077 | 0.42 | | 4# | 4 | 0.0794047 | 0.076 | -4.48 | | 5 | 0.0391236 | 0.039 | -0.32 | | 6 | 0.0893976 | 0.105 | 14.86 | | 7 | 0.0552643 | 0.061 | 9.40 | | 8 | 0.1011217 | 0.103 | 1.82 |
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倪辰旖, 张长东, 刘婷婷, 廖文和. 基于固有应变法的激光选区熔化成形变形趋势预测[J]. 中国激光, 2018, 45(7): 0702004. Chenyi Ni, Changdong Zhang, Tingting Liu, Wenhe Liao. Deformation Prediction of Metal Selective Laser Melting Based on Inherent Strain Method[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(7): 0702004.
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