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激光熔覆过程中温度场的数值模拟及应用_黄铭.rar_fluent udf_激光熔覆过程温度场

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简介：
本研究通过Fluent UDF对激光熔覆过程中的温度场进行了详细的数值模拟分析，并探讨了其实际应用价值。 UDF程序用于在Fluent中模拟，通过编写半椭球方程来表示热流密度以替代热源。

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  • 激光熔覆过程中温度场的数值模拟及应用_黄铭.rar_fluent udf_激光熔覆过程温度场
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    本研究通过Fluent UDF对激光熔覆过程中的温度场进行了详细的数值模拟分析，并探讨了其实际应用价值。 UDF程序用于在Fluent中模拟，通过编写半椭球方程来表示热流密度以替代热源。
     
  • 深熔激光焊接中熔池温度场的数值模拟研究 (2008年)
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    本文通过对深熔激光焊接过程中的熔池进行数值模拟，分析了焊接过程中温度场的变化情况。研究基于2008年的实验数据，为改进焊接工艺提供了理论依据。 通过采用旋转GAUSS曲面体新型热源模型，并忽略深熔激光焊接过程中小孔对传热的影响，我们构建了在移动激光热源作用下的三维数学模型。利用PHOENICS3.4软件进行了模拟实验，研究了SUS304不锈钢的深熔激光焊接过程中的温度场以及熔池形状的变化情况。结果表明，在不同的焊接速度下可以得到相应的温度分布云图和“钉头”状的熔池形态，并且数值模拟的结果与实际试验数据基本一致。
     
  • 关于不同扫描路径下激光熔覆温度场的数值模拟研究
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    本研究聚焦于激光熔覆技术中不同扫描路径对温度场的影响，通过数值模拟方法分析其热分布特点及规律。 激光熔覆零件的显微组织及应力/应变分布受加工过程中温度场的影响。利用ANSYS有限元分析软件对45钢基板表面采用316L不锈钢粉末进行不同路径（长路径、短路径和螺旋路径）条件下的激光熔覆物理过程进行了数值模拟，以求解其温度场特征。研究发现扫描路径对熔覆零件的温度分布有重要影响：短路径扫描会导致局部区域热量集中，基板在长度方向上的温差较大而宽度方向上则较为均匀；长路径扫描时的情况相反，即宽边方向温差显著而窄边方向趋于一致；而在螺旋路径条件下，基板两端和中心位置的温度波动相对分散，并且受到激光束热作用的影响较小。
     
  • Inconel718镍基合金激光熔覆的温度场和应力场仿真分析
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    本研究运用数值模拟方法对Inconel 718镍基合金进行激光熔覆处理时的温度场与应力场进行了详细分析，旨在优化工艺参数以提高材料性能。 基于Abaqus软件平台，开发了一种用于模拟激光熔覆过程中温度场与应力场的非线性有限元计算方法。根据激光熔覆过程的特点，通过编写相应的用户子程序在Abaqus中建立了移动热源模型。利用该计算方法对单道单层、双层及十层激光熔覆过程中的温度和应力变化进行了数值模拟。基于这些模拟结果，探讨了激光熔覆过程中温度场的特征以及焊接应力的发展规律。通过获得的温-应力演化数据，有助于深入理解在这一工艺中冶金缺陷（如热裂纹）产生的机理，并提出有效的预防措施。
     
  • COMSOL激光熔覆模拟教程：深入剖析热固流仿真和温度场、流场的教学视频讲解，包含Comsol激光熔覆、热固流仿真及温度场与流场教学内容
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    本教程详细解析了使用COMSOL软件进行激光熔覆过程中的热固流仿真技术，涵盖温度场与流场的全面分析，适合深入学习相关仿真的专业人士。 COMSOL激光熔覆模拟教程是一份面向希望深入了解材料加工领域激光熔覆技术仿真分析的专业人士的教学资料。该技术利用高能量密度的激光束在基材表面形成具有特定性能的涂层，广泛应用于制造行业以改善材料特性和修复磨损部件。 本教程深入探讨了热固流仿真的复杂性以及温度场与流场之间的相互作用，在激光熔覆工艺中至关重要，因为它们直接影响到最终产品的质量、均匀度和机械性能。通过精确模拟这些物理现象，工程师能够优化工艺参数，达到最佳的材料沉积效果。 视频教学内容直观地展示了仿真操作及结果分析过程，帮助学习者更好地掌握理论知识与实操技巧。教程中的文档和图片文件提供了具体实例的操作截图及相关说明，有助于更清晰地理解软件界面和模拟结果展示方式。 此外，该教程可能包含了最新的计算技术和专业算法以确保仿真的准确性和可靠性，并通过结合理论讲解与实践操作的方式提升专业人士在热固流仿真及温度场、流场分析中的理解和应用能力。这将促进材料加工领域仿真技术的发展，提高产品质量并降低生产成本，实现更高效的工业制造流程。
     
  • 非水平熔池中激光内送粉变姿态熔覆流场的数值模拟-论文
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    本文通过数值模拟研究了非水平熔池中激光内送粉变姿态熔覆时的流场特性，旨在优化加工工艺参数。 ### 激光内送粉变姿态熔覆非水平熔池流场的数值模拟 #### 研究背景与意义 本研究针对激光内送粉变姿态熔覆技术中的非水平熔池流场进行了深入探讨。作为一种重要的表面改性技术，激光熔覆在材料修复、再制造领域具有广泛的应用前景。然而，在实际应用过程中，由于工件形状的复杂性和安装位置限制，往往难以将待处理表面调整至水平状态。因此，如何确保非水平状态下良好的成形质量成为亟需解决的问题。 #### 主要研究内容 1. **喷嘴流场模拟与粉末分布规律** - 利用FLUENT软件中的离散相模型(DPM)对喷嘴流场进行模拟，以了解粉末在熔池内的分布规律。 - 粉末频次分布显示了“中间均匀、两端密集”的特点，这一发现对于优化粉末分布至关重要。 2. **熔池流场计算** - 采用流体体积法(VOF)耦合熔化凝固模型来模拟熔池内部的流动情况。 - 引入质量源项和能量源项分别表示同步送粉过程与激光热输入，以准确描述实际工艺流程。 - 对不同姿态角度（30°、60°及90°）下的流场进行数值计算，分析其变化特性。 3. **熔池流场特征分析** - 熔池内的流动呈现“双环流”特点：从中心向边缘的流向会因重力影响发生偏转。 - 随姿态角度增加，熔池中心处的偏转角分别约为2°、4°和6°。 - 倾斜程度提高导致熔覆层高度上升而宽度减小，顶点位置也相应移动。 4. **实验验证** - 通过激光内送粉工艺进行实际测定以检验数值模拟结果准确性。 - 实验数据与模型预测相符，证明了该方法的有效性。 #### 技术难点与解决方案 - 非水平状态下熔池流动特性分析：调整参数并考虑重力作用影响，实现对非水平熔池流场特性的准确模拟； - 同步送粉和激光加热过程耦合：通过引入质量源项和能量源项来模拟粉末添加及热输入。 #### 结论与展望 1. **研究结论**： - Marangoni应力导致了“双环流”分布特征，即熔池内从中心向边缘的流动； - 熔池流动方向受重力影响而偏转； - 基板倾斜角度增加时，熔覆层高度上升、宽度减小且顶点位置移动。 2. **未来研究方向**： - 进一步优化粉末分布规律以提高成形质量。 - 探索复杂工件形状和安装条件下熔覆层的性能表现； - 开展更大规模的实际应用测试验证该技术在工业生产中的可行性。 本研究表明，通过数值模拟揭示了激光内送粉变姿态熔覆非水平基面下流场的关键特征及其随角度变化的影响机制。这不仅为提高复杂工件表面成形质量提供了理论基础和技术指导，也对推动这一技术的实际应用具有重要意义。
     
  • 基于ANSYS Fluent的增材制造激光熔覆技术研究：同轴送粉熔池演变的数值模拟和现有模型分析，包括温度场与流场数据及高精度...
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    本研究运用ANSYS Fluent进行激光熔覆技术中的同轴送粉过程数值模拟，深入探讨了增材制造过程中熔池动态变化、温度场及流场特性，并对现有模型进行了系统性分析和优化。 基于ANSYS Fluent的增材制造激光熔覆技术研究主要关注同轴送粉过程中熔池演变的数值模拟与现成模型分析，并深入探讨温度场、流场数据以及高精度UDF代码的应用实践，具体包括了高斯旋转体热源和VOF梯度计算等多重物理效应的研究。该研究利用ANSYS Fluent软件进行激光熔覆技术中的同轴送粉熔池演变模拟，涵盖了反冲压力与表面张力等多种因素的影响分析。 关键词：ANSYS Fluent; 增材制造; 激光熔覆; 同轴送粉; 熔池演变; 温度场；流场数据；高斯旋转体热源；VOF梯度计算；反冲压力；表面张力。
     
  • 关于热力耦合下激光熔覆的数值模拟及实验探究
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    本研究聚焦于热力耦合效应下的激光熔覆技术，通过数值模拟与实验方法深入探讨其物理机制和工艺优化，旨在提升材料表面改性效果。 基于热-结构间接耦合非线性有限元分析，在不同的激光工艺参数下，利用ANSYS生死单元技术对激光熔覆的温度场和应力场进行了数值模拟。研究了激光功率与扫描速度对温度场及应力场分布规律的影响。结果表明：通过分析有限元模型中的温度分布规律以及试件金相组织形貌特征，验证了该模型的有效性；熔覆层的温度变化经历脉冲式急速上升和双曲线形状下降两个阶段；在激光沿其扫描方向上，多个节点处的温度-时间曲线显示峰值逐渐增大。此外，在基体与熔覆层结合面中部沿Z轴方向，固定端应力较大，而基底中部沿X轴方向应力呈现W状对称分布；自由端中部沿Y轴方向，则在熔覆层和基材结合处易产生显著的应力集中及突变现象。
     
  • 激光深熔焊接过程中熔池的三维动态行为数值仿真
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    本研究运用数值仿真技术，深入探讨了激光深熔焊接过程中的熔池动态变化规律，构建了三维模型以精确模拟并分析其复杂行为。 通过考虑熔池蒸汽反冲压力、表面张力及热浮力等因素，并结合内部与外部的对流和辐射过程，我们采用沿深度方向衰减的旋转高斯体热源来简化激光在熔池中的吸收情况。同时使用流体体积法追踪气液界面变化，利用液相体积分数法处理熔化凝固潜热以及焓-孔隙度法处理液固糊状区的动量损失，建立了一个描述不锈钢激光深熔焊接过程中熔池三维瞬态行为的数学模型。 通过这个模型，我们获得了不锈钢激光深熔焊接过程中的温度场和流场变化情况。计算结果显示，在整个焊接期间内，熔池最高温度经历了线性增长、趋于平稳以及小幅振荡三个阶段；小孔在焊接时呈现前倾与后倾两种姿态，并且表现出周期性的振荡行为。 实验结果表明，模型预测的熔池形状及焊缝横截面与实际观测数据基本一致。此外，计算得到的小孔振荡行为也得到了相关文献中实验结果的支持和验证。