研究目的
采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法研究表面张力对激光熔覆熔池形态的影响。
研究成果
研究表明，表面张力对激光熔化过程中熔池形态具有显著影响，且变形分布随激光功率增大或扫描速度降低而增加。SPH方法能有效模拟这些现象，实验结果验证了模型的预测准确性。
研究不足
该研究未考虑反冲压力和环境气体对熔池形态的影响。此外，模型假设粉末层呈均匀连续分布，可能无法完全反映实验条件中的自然偏差。
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表面张力对激光熔化中熔池形态的影响
DOI：10.1016/j.ijthermalsci.2019.106075
期刊：International Journal of Thermal Sciences
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
表面张力在激光熔化过程中对熔池形态的分布与演化起着重要作用。本文基于光滑粒子流体动力学（SPH）理论，建立了考虑熔池温度变化的表面张力对熔池形态影响的数学模型。采用SPH方法，在特定工艺参数下模拟了熔池的纵向形态及其形成过程，并深入分析了不同工艺参数下熔池长度与深度的分布规律。结果表明：由于表面张力的影响，沿凝固轨迹纵截面变化的熔池纵向形态呈现曲线特征；同时发现马兰戈尼力对液态金属流动及热量传递具有显著影响。模拟中熔池纵向形态呈现波浪状，且其变形分布会随激光功率增大或扫描速度减小而加剧。通过实验观测了凝固熔池的纵向形态，发现实验结果与计算结果高度吻合。
作者：
Liu Shibai，Jichang Liu，Jinxuan Chen，Xudong Liu
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