铝合金筒壁电弧增材制造数值模拟中分段弧形体热源模型的建立 |
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引用本文: | 董明晔,赵玥,贾金龙,李权,王福德,吴爱萍.铝合金筒壁电弧增材制造数值模拟中分段弧形体热源模型的建立[J].清华大学学报(自然科学版),2019(10). |
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作者姓名: | 董明晔 赵玥 贾金龙 李权 王福德 吴爱萍 |
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作者单位: | 清华大学机械工程系;清华大学先进成形制造教育部重点实验室;首都航天机械有限公司;清华大学摩擦学国家重点实验室 |
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摘 要: | 为提升铝合金筒壁电弧增材制造数值模拟的计算效率,基于Goldak移动双椭球体热源在圆弧路径上的分段化与ABAQUS的二次开发,阐述了分段弧形体热源的数学推导过程;建立了有限元模型并进行了移动体热源、材料参数与边界条件的试验验证,模拟结果与试验结果吻合良好;利用3种分段策略进行计算并分析了计算精度与效率。分段策略的数值模拟结果与移动体热源的对比表明:热循环曲线的变化趋势一致,峰值温度的计算误差在8%以内;残余应力云图的分布规律一致,且计算结果对热源的分段段数不敏感;利用一段、四段、八段弧形体热源进行计算的总时间分别节约了98.24%、77.51%、65.96%。
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