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基于水平集法的金属液滴按需喷射过程数值模拟被引量：1: 2013年; 基于改进的水平集法(Level Set Method)建立了金属液滴按需喷射过程的有限元模型,研究了气体脉冲作用下金属液滴的喷出过程,考察了脉冲宽度及脉冲压力对液滴初始速度及尺寸的影响。结果表明:水平集方法可以有效追踪按需喷射铝液滴和保护气体间的自由界面;液滴直径随脉冲宽度呈线性增加,但液滴初始速度变化不大;随着脉冲压力的升高,液滴初始速度显著增加,但液滴直径变化不大。; 王鹏云李贺军齐乐华罗俊李海鹏; 关键词：两相流数值模拟

基于单元生死技术的微熔滴沉积成形温度场模拟与试验研究被引量：4: 2013年; 采用有限单元法和单元生死技术,建立了气动按需熔滴沉积成形温度场计算模型,模拟了7075铝合金薄壁件微熔滴沉积过程温度场的演变规律。结果表明:薄壁件成形温度场随熔滴沉积位置的移动而呈现周向动态变化,不同位置熔滴单元节点的热循环曲线存在不同个数的温度峰值和谷值;随着沉积层高度的增加,1～10层相邻搭接层间熔滴的冷却速率降低,熔滴所在沉积层中的高温区域逐渐扩大,使零件在成形方向上呈现变化的温度梯度,并导致1～10层相邻层间熔滴结合处的晶粒尺寸发生变化。模拟结果与7075铝合金薄壁件微熔滴沉积试验结果基本吻合,较好反映了实际成形过程中零件的温度场变化规律。; 晁艳普齐乐华钟宋义罗俊杨方; 关键词：单元生死温度场

基于应力波驱动的金属微滴按需喷射装置开发及试验研究被引量：15: 2013年; 针对现有金属微滴按需喷射装置难以喷射产生小于喷嘴径向尺寸的微滴的问题,设计开发一种基于应力波驱动的新型金属微滴喷射装置,采用锡铅合金(Sn-质量分数40%Pb)在加热温度为300℃下进行了喷射试验,试验表明:当脉冲宽度5 ms,脉冲频率5 Hz,电磁冲击杆冲击行程以及传振杆下端距离喷嘴分别为3 mm和1.5 mm时,在同轴供气流量大于6 L/min的气氛环境中,该喷射装置能够喷射产生平均直径约为喷嘴直径60%的金属微滴,且微滴尺寸标准方差为9.2μm,证明应力波驱动金属微滴按需喷射装置能够喷射出小于喷嘴尺寸的微滴。试验结果也显示,在满足微滴喷射的条件下,微滴直径随着脉冲宽度的增大而线性增大,随着脉冲频率的增大而呈指数形式减小,且微滴喷射过程受到冲击杆行程S的影响,说明此装置在喷嘴尺寸不变的条件下,具有微滴尺寸可调节、易控制等优点,为金属微滴喷射技术的进一步应用奠定了基础。; 陶院杨方罗俊晁艳普齐乐华; 关键词：应力波喷嘴

基于均匀金属微滴喷射的3D打印技术被引量：23: 2015年; 均匀金属微滴喷射技术是基于喷墨打印的原理,于20世纪90年代初提出并发展起来的一种3D打印技术.它是以均匀金属微滴为基本成型单元,依据零件形状特征逐点、逐层"堆积"而实现三维结构的快速打印技术,具有喷射材料范围广、无约束自由成形和无需昂贵专用设备等优点,在微小复杂金属件制备、电路打印与电子封装以及结构功能一体化制造等领域具有广泛应用前景.由于金属材料具有熔点高、易氧化、粘性和表面张力大等特点,与非金属材料喷射沉积有很大差异.本文分析了金属微滴喷射方式及其机理,概述了此领域国内外研究现状,并结合笔者研究实践,阐述了金属微滴喷射沉积需要解决的关键技术及实例,如微滴喷射装置开发、喷射成型参数优化等,并对该技术的重点研究方向进行了展望.; 齐乐华钟宋义罗俊; 关键词：3D打印

7075铝合金微滴打印沉积制造中热力耦合3D动态仿真分析研究（英文）被引量：4: 2016年; 翘曲、分层、开裂是7075铝合金微熔滴沉积制造过程中常见的缺陷,其原因主要是沉积制造过程中存在较大的温度梯度和热应力集中。为了探究热变形、翘曲和开裂的形成机理,采用有限单元法和单元生死技术,通过APDL(ANSYS)编程,建立了气动按需熔滴沉积成形温度和热应力计算模型,分析了7075铝合金微熔滴逐点、逐层沉积三维制件过程中温度和热应力的动态演变规律。并使用7075铝合金微滴,在相同初始边界条件和工艺参数下进行了沉积试验,模拟结果与7075铝合金制件微熔滴沉积试验结果基本吻合,较好地反映了实际成形过程中零件的温度和热应力场变化规律,为减少或消除铝合金微熔滴沉积制造过程的缺陷提供了理论依据,从而促进了该技术在高熔点合金零件制备中的应用。; 晁艳普齐乐华白政民; 关键词：热力耦合热应力

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国家自然科学基金(51105314)