基于橢圓熱源模型的激光熔覆溫度場(chǎng)與流場(chǎng)數(shù)值模擬
本文選題:激光熔覆 切入點(diǎn):FLUENT 出處:《應(yīng)用激光》2017年02期
【摘要】:矩形光斑是寬帶激光熔覆的常用熱源。根據(jù)矩形光斑掃描過的熔覆層呈現(xiàn)上厚下薄的"雙橢圓"形狀,提出了橢圓熱源模型,在FLUENT軟件平臺(tái)上建立了基于橢圓熱源的三維瞬態(tài)激光熔覆溫度場(chǎng)和流場(chǎng)計(jì)算模型。模擬結(jié)果表明,由于橢圓熱源中間高、邊緣低的熱流分布特點(diǎn)和熱量的累積效應(yīng),溫度場(chǎng)分布具有后拖現(xiàn)象,熔池后端較寬,中部較深。流體速度矢量在熔池中部主要分布在縱截面內(nèi),越靠近邊緣,在橫截面分量越多,且縱截面內(nèi)較大的渦流位于熔池后方。模擬的熔池整體上呈中間粗、兩端細(xì)的狹長形貌,與矩形光斑作用下的實(shí)際激光熔覆熔池形貌基本吻合。
[Abstract]:Rectangular spot is a common heat source for broadband laser cladding.According to the "double ellipse" shape of the cladding layer scanned by rectangular spot, an elliptical heat source model is proposed, and the 3D transient laser cladding temperature field and flow field calculation model based on elliptical heat source is established on FLUENT software platform.The simulation results show that because of the characteristics of high heat flux distribution and low edge heat flux distribution and heat accumulation effect, the temperature field distribution has the phenomenon of backward drag, the back end of the molten pool is wider, and the middle part is deeper.The velocity vector of fluid mainly distributes in the longitudinal section in the middle of the molten pool, and the closer it is to the edge, the more the component is in the cross section, and the larger eddy current in the longitudinal section is behind the molten pool.The simulated molten pool is coarser as a whole, with thin narrow shape at both ends, which is basically consistent with the actual laser cladding pool morphology under the action of rectangular spot.
【作者單位】: 中國石油大學(xué)(華東)材料科學(xué)與工程系;
【基金】:863計(jì)劃資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2012AA09A203) 山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):ZR2014EMM006)
【分類號(hào)】:TG174.4
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,本文編號(hào):1691829
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