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一种预测粉末床熔化(PBF)金属力学性能的多尺度材料建模方法( A Multiscale Material Modeling Approach to Predict the Mechanical Properties of Powder Bed Fusion (PBF) Metal )
Y Li H Xu WJ Lai Z Li X Su
粉末床熔合(PBF)工艺制造的金属零件在汽车工业中引起了极大的兴趣。尽管大量研究表明PBF工艺具有独特的微观结构，但材料性能随工艺参数的显著变化已被广泛观察到，这表明在材料表征过程中需要进行大量的实验。因此，需要采用多尺度材料建模方法来预测PBF工艺过程中金属的性能，以节省设计成本和时间。在本研究中，提出了一种多尺度模拟方法，在有限元分析中考虑了微尺度和中尺度模式。在微尺度下，该模型捕捉熔池内的微观结构特征，以预测由外延晶粒形貌和取向引起的代表性性能。然后将这些特性均匀化并输入到一个中尺度模型中，在这个模型中，“鱼鳞状”熔池和它们之间的边界被模拟。基于光学显微照片和扫描电子显微镜(SEM)图像获得的统计微结构信息，对微尺度和中尺度模型进行了随机重建。将预测的力学性能与实验数据进行了比较，验证了该方法的有效性。本研究以选择性激光熔凝法制备的AlSi10Mg材料为研究对象，并对其它材料体系进行了推广应用。
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