基于有限元模拟研究选区激光熔化成形薄壁件反向变形补偿

来源：机械工程材料杂志2024年第8期北京时间：

作者：赵小康, 王联波, 王占勇

摘要：采用有限元方法模拟了壁厚1 mm的GH4169镍基高温合金激光选区熔化成形薄壁圆筒的等效应力场和变形场,对有限元模型进行了不同迭代次数的反向变形补偿,研究了迭代次数对变形场的影响,并进行了试验验证。结果表明：薄壁圆筒试样的变形量呈中部、底部和顶部依次减小的趋势,等效应力呈底部、中部和顶部依次减小的趋势,当高度为90 mm时,变形量最大,等效应力最小,分别约为0.485 mm,341 MPa；试验所得变形量与模拟值的相对误差小于10%,说明有限元模型的变形场可以近似用作反向变形补偿的计算依据；随着反向变形补偿迭代次数增加,有限元模型的变形量逐渐趋近于0；将两次迭代后的模型导出并进行激光选区熔化成形,所得薄壁圆筒的变形量在±200 μm内,相比反向变形补偿前降低了60%。

关键词：激光选区熔化, 薄壁圆筒, 应力, 变形, 变形补偿