Авторы

Расчет температурных полей на основе конечно-элементной модели процесса аддитивного синтеза изделия

Работа посвящена созданию гибридной конечно-элементной модели процесса аддитивного синтеза изделия методом Wire Arc Additive Manufacturing/3D Metal Print, дополненной блоком волнового деформационного упрочнения синтезируемого изделия. Основной полученный результат – предлагаемый оригинальный подход к математическому моделированию принципиально новых процессов синтеза и упрочнения широкой номенклатуры изделий, изготавливаемых из различных материалов в виде проволоки, который может быть распространен на весь класс процессов аддитивного синтеза с периодической или постобработкой. Основная особенность подхода состоит в гибридизации расчетных моделей, при этом, в отличие от известных решений, значительное внимание уделяется процессам обмена и передачи информации между моделями процессов синтеза и упрочнения. Отличительной особенностью гибридной модели является необходимость периодического обмена информацией о геометрических и температурных параметрах синтезированных областей в конкретный момент времени. Новизна гибридной модели заключается в применении согласованных подходов при решении тепловой и механической задач в трехмерной постановке в среде ­ANSYS, с учетом естественных динамических тепловых потоков, формирующих в моделируемых методом конечных элементов синтезируемом изделии и установочном столе. Расчет непрерывно изменяющихся динамических температурных полей в синтезированном изделии с дополнительными возможностями оптимизации и визуализации является важной структурной частью модели. Выполненные исследования позволили выявить значимый диапазон соотношения объемов изделия и стола 30 ≤ Vс/Vи ≤ 100 и закономерности формирования температурных полей при изменении параметров стола. Читать дальше...