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金属激光增材制造的热机械分析

DOI：10.4028/www.scientific.net/KEM.825.7 期刊：Key Engineering Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本研究的目的是开发一种有限元分析技术，用于表征激光增材制造（LAM）过程中金属粉末多层沉积的温度与应力分布。模拟结果表明，由于温度梯度较大，激光移动方向上的残余正应力大于其他方向，且随沉积层数增加而增大。LAM构建体及其与基材界面附近的基材区域存在较高的残余应力。
作者： Hsuan-Hao Shih，Chih-Kuang Lin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种有限元分析技术，用于表征激光增材制造（LAM）过程中金属粉末多层沉积的温度与应力分布。

研究成果

所开发的基于有限元法的CAE技术能有效预测移动激光照射过程中温度与热应力的变化。由于存在陡峭的温度梯度，激光移动方向上的残余正应力显著大于其他方向。随着沉积层数的增加，构件内部的残余应力随之增大，且在构件内部及靠近界面处的基材顶部区域存在高应力区。

研究不足

模拟中未考虑熔池内的扩散机制。该研究聚焦于双层构建，且残余应力随沉积层数增加而增大，这可能无法完全体现多层激光增材制造工艺的复杂性。

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