基于comsol水平集的316L激光预铺粉熔覆仿真

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增材制造数值模拟esize,w_219" alt="基于comsol的锂电池叠片电化学耦合热分析的图1" width="219">

     激光增材过程是一个包含多参数变量,多物理场耦合的复杂过程,主要由基板吸收激光束能量熔化形成熔池,添加成形所需金属粉末实现增材成形,此过程包含基体传热,对流换热,辐射传热以及元素偏析扩散等物理化学反应。想要更好地掌握发展激光增材技术,理解增材过程中熔池内部的演化以及熔池表面的变化必不可少。当前对于激光增材制造数值模拟的研究主要集中于内部传热传质机理的研究以及熔池演化,增材成形界面的研究。

本次分享案例主要采用流体相变传热、层流和水平集来描述激光预铺粉熔覆的过程。

模型中做了一定假设：

固相和液相均考虑为连续介质，不考虑固相中的应力和变形。

熔池内金属液体为不可压缩流体，流动状态为层流。

激光束的分布假设为高斯分布，不考虑激光束在Z 方向上的强度变化。

其中，借助水平集的phi梯度来追踪粉末界面。

以下是熔覆过程的动图以及温度趋势。

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