FLUENT在等離子熔積成型過程中的應(yīng)用.pdf

1、等離子熔積成型過程屬于高能束快速成型的一種，具有加工材料廣泛、成型速度快、設(shè)備簡單、能制備大工件等優(yōu)點(diǎn)，受到行業(yè)的廣泛關(guān)注。加工過程中熔池內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)直接影響熔積層的性能，使用數(shù)值模擬技術(shù)分析熔池內(nèi)的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)等具有重要的意義?；谟邢薏罘址ǖ纳虡I(yè)軟件FLUENT是專門的流體模擬軟件，因此使用該軟件分析加工過程中的熔池內(nèi)流動(dòng)規(guī)律。
　　 本文基于計(jì)算流體力學(xué)和工程傳熱學(xué)的基本原理，根據(jù)等離子熔積加工的特點(diǎn)，在FLUENT軟件中實(shí)

2、現(xiàn)了對(duì)等離子熔積成型過程的數(shù)值模擬，探討了相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)加工過程的影響。研究的重點(diǎn)是建立合理的三維數(shù)學(xué)物理模型，將熱源模型和質(zhì)量源模型在FLUENT中使用自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)。模擬一定工藝參數(shù)條件下的熔積加工過程，得到熔積層形貌以及溫度場(chǎng)，反映熔池內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)。
　　 以鎳基合金材料的熔積加工為例，對(duì)熔積一層時(shí)的模擬結(jié)果進(jìn)行了分析，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及前人的經(jīng)驗(yàn)吻合。在熔積形貌方面，模擬最終得到的熔積層在頭部和側(cè)面與底板以弧形均勻的連

3、接在一起，這與實(shí)驗(yàn)得到的熔積層極為接近。溫度場(chǎng)中，溫度場(chǎng)輪廓由開始的圓形慢慢發(fā)展為橢圓形，熔池形態(tài)的變化與溫度場(chǎng)的變化基本一致。熔池內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)也與以往模擬得到的熔池內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)相同。在第一層的基礎(chǔ)上使用了同向和反向兩種不同的方案進(jìn)行了兩層熔積加工，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種情況下熔積形貌并無太大差別。本實(shí)驗(yàn)室將等離子熔積成型系統(tǒng)與擺動(dòng)焊接的原理相結(jié)合，進(jìn)行了擺動(dòng)熔積過程的研究，擺動(dòng)過程為勻速來回運(yùn)動(dòng)。使用與線性熔積類似的邊界條件和物性參數(shù)進(jìn)行了擺動(dòng)熔積