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激光熔覆纯镍熔池底部组织生长的相场法模拟
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2013.4.4
  • 页码:98-103
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学] TN241[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金(51075134)资助课题.
  • 相关项目:基于系统动态平衡的同轴送粉激光熔覆熔池的表面形貌研究
中文摘要:

对纯镍同轴送粉激光熔覆过程中宏观温度场与熔池底部微观组织生长进行了二维耦合模拟计算。首先利用标志变量法计算因粉末的加入而产生的边界动态改变,进行宏观温度场模拟,再取熔池底部一宏观单元进行网格细化,作为微观模拟区域,并通过插值计算获得微观模拟区域的初始温度条件,同时在计算中用宏观单元温度实时修正微观计算区域温度边界条件。在微观区域底部设置晶核,确定相场初始条件,并采用相场法进行微观区域的相场、温度场耦合计算,获得微观组织形貌。最后进行试验,在镍板基底上熔覆镍粉,模拟所得微观组织形貌与试验所得基本吻合,验证了模拟结果的正确性。

英文摘要:

Two-dimensional macroscopic temperature field of the work-piece and evolution of the microstructure which is located at the bottom of the melt pool in coaxial laser cladding are calculated. Formation of the clad bead due to powder feeding is simulated. Macroscopic temperature field is computed. Then, one macroscopic cell at the bottom of the melt pool is re-meshed for calculation of the microstructure evolution. Initial temperature conditions are calculated with interpolation method among the temperatures of its nearest neighbor macroscopic cells. Its four boundary temperatures can be considered as the same as its four neighbors' temperatures. Crystal nucleus is set in the lower boundary of microscopic domain. Finally, phase field and temperature field are calculated using phase-field method. The calculation results agree with the experimental results, which proves the validity of the macro and micro coupling model.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849