一种基于COMSOL模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于COMSOL模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，涉及激光增材制造数值模拟技术领域，包括以下步骤：基于COMSOL物理场接口添加温度场和应力场瞬态模型；定义工艺参数和热源表达式Flux；输入与时间变化相关的层间冷却函数COLD(t)；创建几何模型和添加材料参数；选择熔道的边界热源和输入活化表达式；利用扫掠方式剖分网格计算网格节点温度并在研究设置中设置输出时步；根据节点计算结果分析监测点温度、应力循环曲线。本发明专利技术方法适用于激光增材制造中任意热源模型，具有简便、通用的特点，通过对时间步长的控制有较高的计算精度，可为激光增材制造中的层间冷却提供相关理论依据和技术支持，具有实际指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光增材制造数值模拟，具体涉及一种基于comsol模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法。

技术介绍

1、激光增材制造是增材制造领域中最普遍的技术之一，它以激光为能量源，运用“分层+堆积”的思想，使用激光热源熔化粉末，由点到线再到面，逐层堆积，最终得到三维实体零件，能够实现高致密高性能复杂结构零件的快速制造，在航空航天、生物医疗和汽车工业等相关行业得到了广泛的应用。目前普遍采用有限元软件来(comsol multiphysics)对激光增材制造过程的温度场和应力场进行数值模拟，从而能够观察到增材制造冶金过程中粉末快速加热熔化、冷却凝固涉及到的复杂温度变化、相转变及热行为变化等，以更好的指导实验过程进而提高零部件的制造效率和成型质量，

2、但是由于激光增材制造热输入量高且在金属沉积过程中，热量的传导方向有熔池传递到基板，随着沉积层数的增加，传热路径加长，散热方式由熔池到基板的热传递转变为周围环境热对流，容易产生热积累，使整体结构温度增加导致熔池形貌不稳定、轨迹形态不均匀，对成形质量影响较大，因此，在激光增材制造过程中减少热量本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于COMSOL模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于COMSOL模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括定义热源表达式Flux，所述热源为高斯体热源，其表达式为：

3.根据权利要求1所述的基于COMSOL模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，其特征在于：所述步骤S3中层间冷却分段函数COLD(t)如下：

4.根据权利要求1所述的基于COMSOL模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，其特征在于：所述步骤S4中材料参数包括...

【技术特征摘要】

1.一种基于comsol模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于comsol模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，其特征在于：所述步骤s2中还包括定义热源表达式flux，所述热源为高斯体热源，其表达式为：

3.根据权利要求1所述的基于comsol模拟计算实现激光增材制造层间冷却的函数控制方法，其特征在于：所述步骤s3中层间冷却分段函数cold(t)如下：

4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫学伟，贾诗瑶，杨雪梅，赵佳航，张思源，文振华，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：