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行业领域

新材料产业,前沿新材料

需求背景

供一种用于增材制造的仿真计算方法、装置、设备和介质,通过获取材料的热物理性参数；通过离散单元法计算材料的粉末与粉末之间的相互作用,建立高物理保真度的粉床模型；针对所述粉床模型适配建立预设尺寸的网络模型,并添加一或多种仿真物理模型,以进行高物理保真度的仿真计算。本申请可在不同道的仿真之间,以一种可以提高计算效率的方法来进行模拟物理过程。该种方法可基于高物理保真度的方法来模拟计算毫米尺度熔池,旨在通过主动设置或者添加判断条件来添加动量方程开关点,实现降低计算量,加快计算效率。

需解决的主要技术难题

一种金属材料表面增材制造特征结构的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤：基于基体结构毛坯件,制作得到与基体结构三维模型一致的基体结构实物件；基于增材结构三维模型,将所述基体结构实物件进行增材制造工艺处理和电磁场辅助处理,制作得到含增材结构的基体结构实物件；将所述含增材结构的基体结构实物件进行热处理、和/或机加工和表面处理,得到零件实物。

• 获取材料的热物理性参数；
• 基于所述热物理性参数,通过离散单元法计算材料的粉末与粉末之间的相互作用,建立高物理保真度的粉床模型；
• 针对所述粉床模型适配建立预设尺寸的网络模型,并添加一或多种仿真模型,以进行高物理保真度的仿真计算。
  

期望实现的主要技术目标

完成金属增材制造过程仿真分析。

1)建立了可直接模拟从丝材熔化过渡、到熔池凝固组织生长、再到逐道堆积形成整个零件的宏-介-微观多尺度数学模型,提出了浸入式送丝与混合相的流固耦合处理方法,解决了目前研究难以计算熔丝堆积成形整个零件过程的问题。

(2)针对单个熔池到整个零件成形过程仿真跨尺度的难题,提出并实现了八叉树网格自适应与动态负载均衡控制相结合的高性能计算方法,研发可以直接仿真零件熔丝堆积成形全过程的软件i LWD。

(3)可视化再现了熔丝增材中金属从丝材端部熔化、接触基板熔池、过渡到熔池中凝固堆积的完整过渡行为。

(4)定量揭示了金属过渡从熔滴向液桥转变的规律。

处理进度