增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法技术

本发明专利技术公开一种选择性激光熔化增材制造金属材料技术的组织‑性能‑寿命一体化集成计算方法，该方法包括以下步骤：S101，建立金属材料SLM制造工艺数据模型；S201，根据读入的数据建立有限元模型，模拟激光扫描下粉末熔化凝固；S202，将本次加工的工艺参数读入已建立的工艺参数—显微组织机器学习预测模型，预测加工产品的显微组织相关数据；S301，取得包含缺陷的产品三维重建模型，并对其中的缺陷数据进行相关分析；S401，将含缺陷三维模型导入力学有限元分析软件中，取得其服役性能；S402，将缺陷数据读入已建立的缺陷—疲劳强度/缺陷—疲劳寿命机器学习预测模型，预测疲劳强度/寿命。本发明专利技术结合了数值计算与机器学习，形成了直间接结合的增材制造金属材料的组织‑性能‑寿命一体化集成计算模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属增材制造领域，尤其涉及一种选择性激光熔化技术增材制造金属材料的组织-性能-寿命一体化集成计算方法。

技术介绍

1、选择性激光熔化技术(selective laser melting，简称slm)是金属材料增材制造技术中，使用最为广泛的一种高精度成形技术。该技术主要包含铺粉和激光熔化两个步骤，其中铺粉采用了粉末床铺粉的技术，而激光熔化则使用了小光斑高能激光束以保证成形精度，激光按照既定路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件。slm技术可以非常轻松地实现复杂形状零件的制造，无需进行复杂的工序设计，缩短加工周期。零件的结构越复杂，其技术优势越明显，为结构设计拓宽了思路，使产品向着轻量化、一体化的方向前进，在航空航天、工业制造、生物医疗等应用越来越广泛。

2、slm技术的工艺参数众多，激光功率、扫描速度、扫描层厚、扫描间距等众多参数都会对产品的成形质量和性能带来重大影响。为了精确的评估激光选区熔化零件的服役性能，需要构建产品原料、工艺参数和组织、性能、寿命间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，

3.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，其特征在于，所述流-热-固多物理场耦合仿真平台是基于Fluent进行搭建的，

4.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，

5.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，

6.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计...

【技术特征摘要】

1.一种增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，

3.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，其特征在于，所述流-热-固多物理场耦合仿真平台是基于fluent进行搭建的，

4.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，

5.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，

6.如权利要求1所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，

7.如权利要求1或6所述的增材制造金属材料组织-性能-寿命一体化集成计算方法，其特征在于，所述工艺参数—显微组织机器学习预测模型，基于深度神经网络模型，其输入参数包括影响材料相变的工艺参数，包括原料粉末物化参数、激光光斑功率、铺粉厚度、扫描路径、扫描速率、重熔强化次数、重熔强化功率、保护气体、基底温度以及打印仓温度梯度；输出参数包括预测的大致晶粒尺寸、大致晶粒取向以及组织的大致分布比例；此外还需支持自动迭代能力，可以将选定工艺参数下制造产品的实测显微组织情况，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢德巧，古家森，王昕禹，沈理达，田宗军，赵剑峰，周凯，汪旻阳，谢沛东，李哲晗，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：