激光粉末床熔融增材制造零件级热分析的两级方法
数值分析
2021-12-20 v1 数值分析
摘要
在不对激光粉末床熔融（LPBF）增材制造（AM）过程中发生的复杂物理现象进行根本性模型降阶的情况下，对完整 LPBF AM 过程进行数值模拟极具挑战性，甚至不可能实现。然而，即便我们采用简化物理的降阶模型，LPBF AM 工艺通常所制造零件的复杂几何形状仍使此类分析计算代价高昂。事实上，当零件依据所谓面向增材制造设计原则（例如通过拓扑优化流程）进行设计时，可能产生的小型几何特征往往需要复杂的保形网格。浸入边界法似乎为处理此类复杂性提供了有效替代方案。两级方法属于该类数值方法家族，并提供了一种处理多尺度问题的非常灵活的工具。在本工作中，我们将近期提出的两级方法应用于 LPBF 制造部件的零件级热分析，首先针对文献中的实验测量值验证所提出的零件级模型，随后将所给出的数值框架应用于模拟某拓扑优化结构的完整 LPBF 过程，展示了该方法轻松处理复杂几何特征的能力。
引用
@article{arxiv.2112.09461,
title = {Two-level Method Part-scale Thermal Analysis of Laser Powder Bed Fusion Additive Manufacturing},
author = {Massimo Carraturo and Alex Viguerie and Alessandro Reali and Ferdinando Auricchio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09461},
year = {2021}
}