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公开(公告)号：CN110705158A
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201910918965.1
申请日：2019-09-26
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/23 , G06F111/10 , G06F119/14 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种激光选区熔化气液固三相行为的预测方法、装置以及设备，包括：在每一个激光选区的计算步内：获取当前分界面；其中，分界面为粉床与熔池的交界面，其将激光选区熔化过程中的固液气三相分解成气体区域和非气体区域；根据粉床的物性参数，基于混合相模型，计算非气体区域的相关物理状态量；基于界面追踪方法及当前分界面，计算粉床和熔池表面的形貌演化，获得更新后的分界面，并根据更新后的分界面更新气体区域；在更新后的气体区域内，将相关物理状态量作为更新后的分界面的边界条件，计算气体的流动场、温度场和压力场；根据相关物理状态量、气体的流动场、温度场和压力场预测激光选区熔化气液固三相行为，为优化工艺提供指导。
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公开(公告)号：CN110705158B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN201910918965.1
申请日：2019-09-26
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/23 , G06F111/10 , G06F119/14 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种激光选区熔化气液固三相行为的预测方法、装置以及设备，包括：在每一个激光选区的计算步内：获取当前分界面；其中，分界面为粉床与熔池的交界面，其将激光选区熔化过程中的固液气三相分解成气体区域和非气体区域；根据粉床的物性参数，基于混合相模型，计算非气体区域的相关物理状态量；基于界面追踪方法及当前分界面，计算粉床和熔池表面的形貌演化，获得更新后的分界面，并根据更新后的分界面更新气体区域；在更新后的气体区域内，将相关物理状态量作为更新后的分界面的边界条件，计算气体的流动场、温度场和压力场；根据相关物理状态量、气体的流动场、温度场和压力场预测激光选区熔化气液固三相行为，为优化工艺提供指导。
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公开(公告)号：CN109657269A
公开(公告)日：2019-04-19
申请号：CN201811308833.9
申请日：2018-11-05
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种不同水深压力下局部干法水下激光焊接数值模拟方法，包括如下步骤：S1：建立焊接实体几何模型，采用网格划分软件对其进行建模及四面体网格划分；S2：初始化计算域温度、压力、速度条件，并设置时间步长Δt0；S3：设定边界条件；S4：离散化求解温度场及S3中所述边界条件；S5：确定流动区域，处理和修正反冲压力边界条件，求解流动场；S6：处理自由界面速度边界条件并更新自由表面Level Set函数；S7：更新时间步长直至计算结束，并存盘退出。不仅弥补了水深高压环境下的激光焊接数值模拟过程的空白，并且分析金属蒸发时的蒸发反作用力、还有随水深增加压力逐渐增大以及由于水而带来的能量损失，为水深压力下的局部干法水下焊接提供理论依据。
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公开(公告)号：CN110625307B
公开(公告)日：2020-08-18
申请号：CN201910918960.9
申请日：2019-09-26
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种熔丝增材制造多层多道堆积行为的预测方法、装置和设备，重复以下步骤直至当前层的堆积体为预设层数的堆积体；获取当前层的堆积体的形貌、当前层的丝材的物性参数；根据当前层的丝材的物性参数，在所述当前层的堆积体的预设位置构造出所述当前层的丝材；基于当前层的堆积体的形貌、当前层的丝材、NS方程组、温度场方程以及界面追踪方程进行熔丝增材堆积过程的仿真计算；在仿真计算达到预定的时间后，移除当前层的丝材，并再次仿真计算达到第二预定时间，以形成下一层的堆积体的形貌，将当前层的堆积体的形貌更新为下一层的堆积体的形貌。本发明能够准确的预测堆积的行为和几何形貌，为工艺优化提供指导。
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公开(公告)号：CN109530919A
公开(公告)日：2019-03-29
申请号：CN201811474855.2
申请日：2018-12-04
Applicant: 华中科技大学
IPC: B23K26/342 , B23K26/70 , B23K26/12 , B23K26/346
Abstract: 本发明公开了一种超声辅助的多光束激光熔丝增材制造装备，包括激光装置、送丝机构、基板、丝材导向头、电磁超声发生器、电磁超声探头、控制器和保护气体保护箱；激光装置包括激光光源、光纤和激光头，激光光源通过光纤连接所述激光头；电磁超声发生器设置于所述丝材导向头的入口处；电磁超声探头设置在所述基板上，以用于接收堆积体的振动信号并传送给控制器，从而实现增材制造过程中熔滴过渡状态的监测；所述基板、丝材导向头、电磁超声发生器、电磁超声探头均位于所述保护气体保护箱内。本发明可大幅度提高增材制造工艺的灵活度，使堆积层不容易出现塌陷现象，从而提高堆积体的力学性能、抑制变形，并能够加快增材过程的速度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109190260A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811044792.7
申请日：2018-09-07
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F17/50 , B23K26/348
Abstract: 一种激光-电弧复合焊接三维瞬态数值模拟方法，解决当前激光电弧焊接模拟方法存在的未实现整体计算、不能真实再现复合焊接过程的问题，本发明包括建立几何模型、设定初值、更新时间步长、更新物性参数、求解电磁场、空间间断分解、计算气体区域状态、计算工件区域状态、更新熔池自由界面步骤和判断步骤，本发明通过工件的瞬时界面将整体区域空间间断分解为气体区域和工件区域分别进行求解，并在极小时间步内采用边界加载的方式来实现两个区域的双向顺序耦合。本发明实现了激光-TIG电弧复合焊接的小孔、熔池、等离子体、金属蒸汽演变规律的整体精确数值求解，可用于激光电弧复合焊接的理论研究及工艺优化。
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公开(公告)号：CN109657269B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201811308833.9
申请日：2018-11-05
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/23 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种不同水深压力下局部干法水下激光焊接数值模拟方法，包括如下步骤：S1：建立焊接实体几何模型，采用网格划分软件对其进行建模及四面体网格划分；S2：初始化计算域温度、压力、速度条件，并设置时间步长Δt0；S3：设定边界条件；S4：离散化求解温度场及S3中所述边界条件；S5：确定流动区域，处理和修正反冲压力边界条件，求解流动场；S6：处理自由界面速度边界条件并更新自由表面Level Set函数；S7：更新时间步长直至计算结束，并存盘退出。不仅弥补了水深高压环境下的激光焊接数值模拟过程的空白，并且分析金属蒸发时的蒸发反作用力、还有随水深增加压力逐渐增大以及由于水而带来的能量损失，为水深压力下的局部干法水下焊接提供理论依据。
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公开(公告)号：CN109530919B
公开(公告)日：2020-11-06
申请号：CN201811474855.2
申请日：2018-12-04
Applicant: 华中科技大学
IPC: B23K26/342 , B23K26/70 , B23K26/12 , B23K26/346
Abstract: 本发明公开了一种超声辅助的多光束激光熔丝增材制造装备，包括激光装置、送丝机构、基板、丝材导向头、电磁超声发生器、电磁超声探头、控制器和保护气体保护箱；激光装置包括激光光源、光纤和激光头，激光光源通过光纤连接所述激光头；电磁超声发生器设置于所述丝材导向头的入口处；电磁超声探头设置在所述基板上，以用于接收堆积体的振动信号并传送给控制器，从而实现增材制造过程中熔滴过渡状态的监测；所述基板、丝材导向头、电磁超声发生器、电磁超声探头均位于所述保护气体保护箱内。本发明可大幅度提高增材制造工艺的灵活度，使堆积层不容易出现塌陷现象，从而提高堆积体的力学性能、抑制变形，并能够加快增材过程的速度。
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公开(公告)号：CN109190260B
公开(公告)日：2020-08-18
申请号：CN201811044792.7
申请日：2018-09-07
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , B23K26/348 , G06F111/10
Abstract: 一种激光‑电弧复合焊接三维瞬态数值模拟方法，解决当前激光电弧焊接模拟方法存在的未实现整体计算、不能真实再现复合焊接过程的问题，本发明包括建立几何模型、设定初值、更新时间步长、更新物性参数、求解电磁场、空间间断分解、计算气体区域状态、计算工件区域状态、更新熔池自由界面步骤和判断步骤，本发明通过工件的瞬时界面将整体区域空间间断分解为气体区域和工件区域分别进行求解，并在极小时间步内采用边界加载的方式来实现两个区域的双向顺序耦合。本发明实现了激光‑TIG电弧复合焊接的小孔、熔池、等离子体、金属蒸汽演变规律的整体精确数值求解，可用于激光电弧复合焊接的理论研究及工艺优化。
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公开(公告)号：CN110688799A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201910924273.8
申请日：2019-09-27
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/23
Abstract: 本发明提供了一种电子束焊仿真方法、装置及设备，方法包括：获取待焊工件的实体几何模型，并基于预先设定的计算域进行网格划分；获取焊件的物性参数、时间步长和边界条件，并建立与边界条件对应的控制方程组；基于二次电子吸收修正电子束功率密度，基于电子束传输路径确定电子束的能量加载位置，以获取修正后的电子束加热热源；以电子束热源为源项，基于时间步长、边界条件和控制方程组获取焊件温度场和焊件熔池流动场，并根据熔池流动场获取熔池的当前形貌；基于时间步长更新计算时间，重复进行温度场和熔池流动场求解，直至计算结束。本发明实现了电子束能量在动态匙孔壁面上的准确加载，能够对电子束焊接机理、工艺的设计及优化提供指导。
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