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<p>comsol雙橢球熱源激光熔覆仿真模型。激光熔覆粉末沉積過程中，快速熔化凝固和不同比例粉末的導(dǎo)致了熔池中復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象。以及熱行為對(duì)凝固組織和性能有顯著影響。通過三維數(shù)值模型來模擬在316L上激光熔覆過程中的傳熱、流體流動(dòng)、凝固過程。僅提供模型，按需購買！

本案例展示了超聲輔助下激光熔覆的動(dòng)態(tài)過程，仿真結(jié)果如圖所示： 該仿真模型考慮了溫度場+流場+超聲場+動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，感興趣的朋友，歡迎交流合作！

這是一個(gè)增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。聲明:本cae文件為abagus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件、for熱源子程序不受版本限制。這只是一個(gè)demo，所有的技術(shù)是都有展示的，只是模型精度比較差。

image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_549" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202111/4ebaefe0a4cc4315bd7f885aeedcdf2c.png"> </div><p>本次分享案例主要采用流體相變傳熱、層流和水平集來描述激光預(yù)鋪粉熔覆的過程。

這是一個(gè)增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。聲明:本cae文件為abaqus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件不受版本限制，同時(shí)python腳本文件及for熱源子程序文件不受版本限制。

通過對(duì)比三種通用有限元仿真軟件使用生死單元模擬激光熔覆，得到的結(jié)論是COMSOL的建模效率以及計(jì)算精度相較于其他兩種可以說是相去天淵。COMSOL模擬選用的物理場為固體力學(xué)和固體傳熱，傳熱物理場最主要的邊界是設(shè)置熱源，在視頻中的模型中，熱源為高斯面熱源，作用于計(jì)算域的上表面；固體力學(xué)物理場除了設(shè)置固定約束，只需在線彈性材料下添加活化并選擇熔覆層即可。

<p><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;激光加熱及激光焊接非常常見，，如何仿真激光焊接過程的熔深及路徑上的熱應(yīng)變呢？本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經(jīng)過兩塊金屬體接縫處的場景。本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動(dòng)的高斯熱源加熱的場景。

激光單道熔覆文件

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其激光熔覆仿真時(shí)聚焦光斑內(nèi)距離熱源中心r處的熱流密度為:式中:rh是激光束在基材上形成加熱光斑的半徑。模型建立之后, 規(guī)劃激光熱源的掃描軌跡, 設(shè)定需要重點(diǎn)分析的節(jié)點(diǎn), 設(shè)置激光的掃描速度, 光斑大小、每掃描一周后的冷卻時(shí)間, 最終經(jīng)過仿真計(jì)算后輸出各節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。

只有當(dāng)工件上的激光功率密度超過閾值（與材料有關(guān)），等離子體才會(huì)產(chǎn)生，這標(biāo)志著穩(wěn)定深熔焊的進(jìn)行。如果激光功率低于此閾值，工件僅發(fā)生表面熔化，也即焊接以穩(wěn)定熱傳導(dǎo)型進(jìn)行。而當(dāng)激光功率密度處于小孔形成的臨界條件附近時(shí)，深熔焊和傳導(dǎo)焊交替進(jìn)行，成為不穩(wěn)定焊接過程，導(dǎo)致熔深波動(dòng)很大。激光深熔焊時(shí)，激光功率同時(shí)控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接與光束功率密度有關(guān)，且是入射光束功率和光束焦斑的函數(shù)。

但是，電弧是有方向性的，在連接三維焊縫時(shí)它不能像激光束那樣精確聚焦，也不能像激光那樣產(chǎn)生精細(xì)、精確的軌跡，具有一定的局限性。相較之下，激光器的熱輸入較低，并能精確地對(duì)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)。因此，激光工藝經(jīng)常被用于航空航天領(lǐng)域。與激光(Wire Laser Material Deposition, WLMD)相比，線弧增材制造(WAAM)的沉積率更高。

利用后處理軟件對(duì)關(guān)鍵幀中的預(yù)制破片進(jìn)行提取，重新生成K文件，借助重啟動(dòng)算法對(duì)預(yù)制破片沖擊靶板進(jìn)行數(shù)值仿真。其中靶板包括金屬板和金屬管。

焊接熔覆通過在受損部位表面熔覆一層硬度高、耐磨性好的涂層，重新形成新的表面，從而修復(fù)和改善機(jī)械設(shè)備的表面性能[2,3,4]。目前常見的焊接熔覆技術(shù)主要有：激光熔覆技術(shù)、等離子熔覆技術(shù)和TIG熔覆技術(shù)等。

在仿真的幫助下，他們正在探索紅外脈沖微整形、熱退火和激光化學(xué)氣相沉積（L-CVD）等方法。多物理場仿真提供了一種解決方案 仿真研究的第一步是了解熔融石英在不同溫度下暴露在激光束下的行為。研究團(tuán)隊(duì)利用 COMSOL Multiphysics 的內(nèi)置功能，同時(shí)模擬了多種物理現(xiàn)象，包括流體流動(dòng)、傳熱、質(zhì)量傳遞、結(jié)構(gòu)力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)等。