金属增材制造数值模拟

作者：陈嘉伟,熊飞宇,黄辰阳,廉艳平

摘要：金属增材制造过程是一个多尺度多物理场耦合问题,包括复杂的传热传质、相变和材料微观组织演化等物理现象.因此,本文从传热传质和材料微观组织演化两个方面,详细论述了金属增材制造的数值模拟研究现状.以所关注的物理现象和求解问题的尺度不同为主线归纳了已有的热源模型、传热传质数值计算模型(包括粉末尺度的高保真热流耦合模型、基于连续体假设的热流耦合模型、基于连续体假设的热传导模型)和微观组织演化预测模型(包括相场模型、元胞自动机法、动力学蒙特卡洛法),并分析了各个模型的优势和适用范围,进一步论述了"过程-组织-性能"集成耦合模拟模型.在此基础上,总结了金属增材制造数值模拟面临的挑战和发展趋势.

发文机构：北京理工大学先进结构技术研究院 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

关键词：金属增材制造多尺度多物理场传热传质微观组织数值模拟metallic additive manufacturingmulti-scale multi-physicsheat and mass transfermicrostructurenumerical simulation

分类号： TP391.73[自动化与计算机技术—计算机应用技术]