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摘要
金属粉末冷喷涂（Cold Spray）作为一种新型固态增材制造技术,由于其快速的沉积过程和适用于金属材料大规模制造的特点而受到学术界和工业界的广泛关注.冷喷涂过程涉及粉末颗粒高速冲击、材料大变形、相变和射流等复杂现象,难以精确模拟.其涉及多颗粒制造的内在机理尚不明确.本文基于改进的光滑粒子动力学法（Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH）,实现了对于多层斜冲击金属冷喷制造的有效模拟.研究了单颗粒斜冲击下的颗粒变形及与基板结合特征,进一步模拟分析了斜冲击下多层多颗粒冷喷制造问题.模拟研究发现,斜冲击下多层颗粒与基板的结合情况与正冲击有很大区别,更容易出现颗粒间的脱离以及颗粒与基板间的空腔现象.同时本文实现了随喷嘴运动的冷喷涂全过程模拟,获得了喷涂通道在不同角度冲击下的几何特征,对于颗粒增材制造技术的发展与改进具有重要意义.
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