选择性激光熔化过程中尖角零件的数值模拟开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

选择性激光熔化（slm）作为一种新兴的增材制造技术，在航空航天、医疗器械等领域展现出巨大潜力。

尖角结构作为零件中常见的几何特征，其在slm过程中的成形质量直接影响零件的力学性能和使用寿命。

因此，本选题针对slm过程中尖角零件的成形质量控制问题，开展数值模拟研究，具有重要的理论意义和应用价值。

2. 本选题国内外研究状况综述

选择性激光熔化技术自问世以来，便受到了国内外学者的广泛关注，成为学术界研究的热点课题。

近年来，随着高性能计算技术的发展，数值模拟方法被广泛应用于slm过程的研究中。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以典型尖角零件为研究对象，基于有限元法建立slm过程的数值模型，并通过实验验证模型的准确性。

主要内容包括：1.slm过程的物理模型建立：分析slm过程中激光与金属粉末的相互作用机制、熔池的形成和演变规律，建立包含传热、熔化、凝固等物理现象的数学模型。

2.数值模型的建立和求解：基于有限元法建立slm过程的数值模型，并选择合适的网格划分策略和求解算法，保证计算精度和效率。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

首先，进行文献调研，了解国内外关于选择性激光熔化和尖角零件数值模拟的研究现状，为本研究提供理论基础和参考依据。

其次，选择合适的数值模拟软件，例如ansys、comsol等，并根据slm过程的物理机制建立数值模型。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：1.针对slm尖角零件成形质量控制问题，建立了包含传热、熔化、凝固等物理现象的数值模型，并考虑了激光与金属粉末的相互作用、熔池的形成和演变、材料的热物理性能变化等因素，能够更准确地预测slm尖角零件的成形过程。

2.系统研究了激光功率、扫描速度、铺粉层厚等工艺参数对尖角特征成形质量的影响规律，揭示了其内在机制，为slm尖角零件的工艺优化提供了理论依据。

3.通过实验验证了数值模型的准确性，并分析了实验结果与模拟结果之间的差异，为slm尖角零件的质量控制和性能提升提供了技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘洋,黄卫东,张海滨,等.选择性激光熔化成形tc4-dt钛合金的组织与力学性能[j].稀有金属材料与工程,2017,46(10):2705-2710.

[2] 史玉升,姜节胜,田晓伟,等.选择性激光熔化ti-6al-4v钛合金的工艺参数优化[j].中国激光,2018,45(09):184-192.

[3] 张振华,林峰,梁建强,等.选择性激光熔化金属零件热变形预测方法研究[j].机械工程学报,2019,55(18):131-141.