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H13钢在不同模型中选择性激光熔化温度传导行为的数值模拟
摘要： 在考虑熔化潜热和温度相关的热物理性质的基础上，分别采用高斯体热源对基板-粉末（SP）模型、全粉末（FP）模型和部分固体（PS）模型进行单道及多道扫描策略下的温度场与熔池形貌分析。结果表明：单道扫描的最大温度（Tmax）和最大冷却速率（vcmax）随预热温度升高而增大，而最大加热速率（vhmax）呈相反趋势。预热温度对SP模型的熔池长度和深度、FP模型的熔池宽度影响最为显著。由于热量累积效应，各道次Tmax随模型内固体体积减少而升高，且在多道扫描策略中随扫描道次增加而上升。得益于SP模型突出的导热性，多道扫描的热累积对其熔池尺寸影响最小，但会显著加剧PS模型和FP模型的熔池长度增长。SP模型的验证实验与模拟结果高度吻合，证实数值模拟能有效预测选区激光熔化过程中的温度场与熔池形貌。
关键词： 数值模拟，H13钢，温度场，熔池形貌，选择性激光熔化
更新于2025-09-16 10:30:52
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表面张力对激光熔化中熔池形态的影响
摘要： 表面张力在激光熔化过程中对熔池形态的分布与演化起着重要作用。本文基于光滑粒子流体动力学（SPH）理论，建立了考虑熔池温度变化的表面张力对熔池形态影响的数学模型。采用SPH方法，在特定工艺参数下模拟了熔池的纵向形态及其形成过程，并深入分析了不同工艺参数下熔池长度与深度的分布规律。结果表明：由于表面张力的影响，沿凝固轨迹纵截面变化的熔池纵向形态呈现曲线特征；同时发现马兰戈尼力对液态金属流动及热量传递具有显著影响。模拟中熔池纵向形态呈现波浪状，且其变形分布会随激光功率增大或扫描速度减小而加剧。通过实验观测了凝固熔池的纵向形态，发现实验结果与计算结果高度吻合。
关键词： 加工参数，激光熔化，光滑粒子流体动力学（SPH），熔池形貌，表面张力
更新于2025-09-16 10:30:52