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HotWorkingTechnology2022,Vol.51,No.17
基于ABAQUS的钛合金电子束熔丝
增材制造收缩变形预测
周尧，陈宇豪，吴棣，唐博文，廖敦明
(华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074)
摘要：电子束熔丝增材制造因低耗损、高效率被广泛应用于中大型钛合金件的成形。基于改进的高斯旋转体热源
模型，借助生死单元与DFLUX子程序，在ABAQUS软件平台上实现了电子束熔丝增材制造过程的模拟，并对平行
Zigzag和交叉Zigzag两种扫描路径的平板件收缩变形进行了对比分析。结果表明：平板件顶面的收缩变形比侧面大，
最大能超过5%，交叉Zigzag路径扫描能够减轻顶面的翘曲变形；相比于交叉Zigzag路径扫描，平行Zigzag路径扫描
能够减小平板件四个侧面的收缩不均匀性，最大收缩变形率接近0.9%。以上结果对实际生产具有一定的参考价值。
关键词：电子束熔丝增材制造；钛合金；收缩变形；高斯旋转体热源；扫描路径
D0I:10.14158/ki20202411
中图分类号：TG456.3文献标识码：A
PredictionsofShrinkageDeformationofTitaniumAlloyElectronBeam
FreeFormFabricationBasedonABAQUS
ZHOUYao,CHENYuhao,WUDi,TANGBowen,LIAODunming
(StateKeyLaboratoryofMaterialsProcessingandDicMouldTechnology,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,
HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)
Abstract:Electronbeamfreeformfabrication(EBF)iswidelyusedintheformingoflargeormedium-sizetitanium
alloyproductsduetoitslowlossandhigheficiency.BasedontheimprovedGaussrotatingbodyheatsourcemodel,the
simulationofEBFprocesswasrealizedbyusingtheABAQUSsoftwareplatform,thelifeanddeathunitandtheDFLUX
subroutine.AflatplatesshrinkagedeformationwasanalyzedundertwoscanningpathsincludingparallelZigzagandcross
Zigzag.Theresultsshowthatthetopsurfaceoftheflatplatehaslargershrinkagedeformationthanthatofthesides,andthe
maximumdeformationcanexceed5%,whilethecrossZigzagpathscanningcanreducethewarpingdeformationofthetop
surface.ComparedwiththecrossZigzagpathscanning,theparallelZigzagpathscanningcanreducetheunevenshrinkageof
thefoursidesoftheflatplat
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