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论文类型： 期刊论文

发表时间： 2018-08-16

发表刊物： 机械工程学报

收录刊物： EI、PKU

卷号： 55

期号： 7

页面范围： 135-146

ISSN号： 0577-6686

关键字： 增材制造;无网格/无单元;选区激光烧结;节点积分;热传导

摘要： 增材制造是通过材料逐层堆积来实现构件无模成形的新型制造技术,近年来受到人们的广泛关注.基于无单元伽辽金法(无网格法)提出了一种可高效模拟以粉末床为主要技术特征的选区激光烧结增材制造过程的数值模拟技术.相应于材料逐层增加过程,逐层引入计算节点和背景积分单元.充分利用无单元法建立近似函数仅依赖于节点而非网格单元的优点,对远离当前加工层的区域自适应地进行“网格”粗化以减小计算规模.为进一步提高计算效率,引入稳定相容节点积分技术,大幅度减少了积分点数目.数值结果表明,所发展方法能够有效模拟选区激光烧结增材制造的热传导过程,再现温度场的演化历程.与使用通用有限元软件的模拟方法以及使用高斯积分的标准无网格法相比,该方法大幅度缩短了计算时间,显著提高了选区激光烧结过程传热分析的计算效率.