清华大学学报(自然科学版)

作者：董明晔, 赵玥, 贾金龙, 李权, 王福德, 吴爱萍

单位：1. 清华大学 机械工程系, 北京 100084;<br>2. 清华大学 先进成形制造教育部重点实验室, 北京 100084;<br>3. 首都航天机械有限公司, 北京 100076;<br>4. 清华大学 摩擦学国家重点实验室, 北京 100084

关键词：电弧增材制造,铝合金,筒壁,数值模拟,分段弧形体热源

基金：国家重点研发计划（2018YFB1106000）；航天一院高校联合创新基金（CALT201709）

为提升铝合金筒壁电弧增材制造数值模拟的计算效率，基于Goldak移动双椭球体热源在圆弧路径上的分段化与ABAQUS的二次开发，阐述了分段弧形体热源的数学推导过程；建立了有限元模型并进行了移动体热源、材料参数与边界条件的试验验证，模拟结果与试验结果吻合良好；利用3种分段策略进行计算并分析了计算精度与效率。分段策略的数值模拟结果与移动体热源的对比表明：热循环曲线的变化趋势一致，峰值温度的计算误差在8%以内；残余应力云图的分布规律一致，且计算结果对热源的分段段数不敏感；利用一段、四段、八段弧形体热源进行计算的总时间分别节约了98.24%、77.51%、65.96%。

来源：2019年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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