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摘要
基于计算流体力学方法，考虑电弧力、碳化硅颗粒（SiCp）增强相与液态铝合金基体相之间的相互作用以及表面张力等因素，建立了Si Cp增强铝基复合材料钨极氩弧焊（TIG）电弧辅助熔滴沉积增材制造中的三维瞬态熔池行为数值模型，通过与堆积试样的横截面形貌、Si Cp分散状态实验结果对比，验证了熔池行为数值模型的有效性。通过数值模拟，揭示了堆积过程熔池峰值温度演变规律、熔滴冲击诱导的熔池动力学行为、熔池流态对Si C颗粒迁移行为的影响。结果表明，堆积过程涉及熔滴冲击、合并、铺展、熔池回弹4个阶段；冲击点附近出现重熔，熔滴冲击造成熔池中心区域产生明显的V字形凹陷，熔池边缘形成冠状隆起；在熔体拖拽力的作用下Si C颗粒更多的分布于堆积层两侧；熔滴冲击引起的熔池内局部高压以及熔池底部对流，抑制了Si C颗粒向熔池底部沉降。
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单位西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
