面向增材制造过程的改进固有应变分析方法

来源：计算力学学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：阎琨,刘怡,赵延广,阎军

单位：大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024

摘要：增材制造加工已成为工业装备制造的重要实现手段,但其加工件有时会存在残余应力或变形过大的问题。固有应变分析法可用于高效地实现增材制造过程仿真,为解决上述问题提供了重要依据。然而,传统固有应变法采用单一固有应变取值策略,忽略了增材制造件不同区域残余应变分布不均特征以及材料重熔引起残余应变积累现象,导致对于部分结构存在计算精度不足的问题。为克服该问题,本文提出了一种基于分区赋值策略的改进固有应变分析方法。本方法首先基于标准模型,获得固有应变值的空间分布规律,并计算不同位置特征区域内单元的固有应变值。之后,面向分析对象有限元模型,依据空间位置对所有单元进行分区,并赋予相应的材料属性开展固有应变仿真。数值算例结果显示,本文提出的分区固有应变分析法在求解耗时相当的前提下,具有更优的求解精度。

关键词：固有应变,数值仿真,金属增材制造,残余应力,残余变形,

基金资助：国家自然科学基金(12432005;12472116)资助项目.