【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械工程领域，尤其涉及一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法
技术介绍
1、硬质合金作为一种典型的颗粒复合材料，因其具有高硬度、高熔点、高化学稳定性等材料性能优势，同时兼具良好的经济性，已成为现代刀具的首选材料，应用占比超六成，全球市场规模达1000亿元以上。增材制造因其特殊的逐层沉积成型原理，能够快速、一体化成形具有复杂结构零部件的特点，被视为制造业领域的一项变革性技术，被广泛应用于航空航天、轨道交通、能源电力、电子信息、生物医学等领域。传统硬质合金生产工艺流程主要包括配料、开模、压制成型、烧结、深加工、涂层，其覆盖产业链较长；增材制造技术作为一种先进的柔性制造技术，通过计算机控制，将材料按需逐层叠加并最终形成零部件，在制备结构复杂的零部件方面具有显著的优势，为制造领域带来了前所未有的变革，具有广阔的应用前景。逐渐成为解决新型复杂结构工件小批量低成本制造的重要技术之一，可显著降低制造成本，并为构件设计师提供更为广阔的设计自由度，此外，增材制造可实现近净成形，从而极大地减少了后续加工的需求和成本。
2、目前增材制造硬质合金存在的较为突出的问题是由于其复杂的设计结构，硬度试验无法满足国标要求，同时增材制造硬质合金构件存在较多的薄壁特征以及应力集中的尖锐处，其缺陷较多，而相较于实验技术，表征分析技术更加直观，并且具有高精度、高效率以及高可靠性等优点，因此提出一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，本专利技术中所应用的集成化计算理论在增材制造硬质合金硬度预测领域属于本专利技术中的一
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决增材制造硬质合金结构件结构复杂、缺陷多发难、硬度难以预测等问题，提出一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，按以下步骤实现：
2、步骤一：基于多尺度表征分析技术的增材制造硬质合金建模关键参数的提取；
3、步骤二：建立基于集成化计算理论的增材制造硬质合金模型；
4、步骤三：增材制造硬质合金缺陷添加方法；
5、步骤四：搭建硬度预测模型；
6、步骤五：仿真数据处理方法。
7、专利技术效果：
8、为了精确预测增材制造硬质合金的硬度，本专利技术提出一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法。增材制造技术可以实现硬质合金工件具有较高的设计自由度，满足在各个行业中的需求，而正是由于其具有较高的自由度，硬度试验不能满足国标要求，因此精准有效的预测增材制造硬质合金硬度是一个亟待解决的问题。为解决此问题，本专利技术提出基于集成化计算理论开展增材制造硬质合金的硬度预测。首先，通过ebsd以及eds等模块对增材制造硬质合金的关键参数进行提取并确定增材制造硬质合金不含有织构；其次利用密度泛函理论的第一性原理计算对晶粒的界面、体相力学性能进行计算，获得界面分离功、体弹性模量以及剪切弹性模量等参数并作为尺度传递参数带入微观模型中，结合步骤一中确定的晶粒模型以及计算出的晶界模型确定增材制造硬质合金模型；然后确定增材制造硬质合金的rve单元，实现通过微米级模型测量增材制造硬质合金宏观力学性能；之后通过python语言实现缺陷的添加，并搭建增材制造硬质合金硬度预测模型；最后通过计算公式对仿真数据进行处理，得到增材制造硬质合金硬度。通过仿真结果与实验结果的比较，验证了模型的精确性。
9、1、利用ebsd结合能谱仪能够实现较准确的元素分析
10、本研究针对增材制造硬质合金中存在相同结构的元素，ebsd无法区分的问题，提出结合能谱仪，对增材制造硬质合金中的元素进行区分。
11、2、一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法能够精准预测增材制造硬质合金的硬度。
12、本研究针对基于集成化计算理论的增材制造硬质合金建模问题，提出通过利用dft理论对纳米尺度下的界面进行计算，利用尺寸传递方法完成微米尺度建模，进而有效的反映出宏观尺度下增材制造硬质合金硬度，实现增材制造硬质合金的icme。
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1.一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法包括以下步骤：
2.根据权利要求书1所述的一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述步骤一中基于多尺度表征分析技术的增材制造硬质合金建模关键参数的提取具体操作为：
3.根据权利要求2所述的一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述步骤二中建立基于集成化计算理论的增材制造硬质合金模型具体操作为：
4.根据权利要求3所述的一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述步骤三中增材制造硬质合金缺陷添加方法具体操作为：
5.根据权利要求4所述的一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述步骤四中硬度预测模型搭建具体操作为：
6.根据权利要求5所述的一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述步骤五中仿真数据处理方法具体操作为：
【技术特征摘要】
1.一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法包括以下步骤：
2.根据权利要求书1所述的一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述步骤一中基于多尺度表征分析技术的增材制造硬质合金建模关键参数的提取具体操作为：
3.根据权利要求2所述的一种基于集成化计算理论的增材制造硬质合金硬度预测方法，其特征在于，所述步骤二中建立基于集成化计算理论的增材制...
【专利技术属性】
技术研发人员：高思远，辛同轩，陈郡尧，郑敏利，苏天宇，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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