2.2 计算及结果分析：

  2.2.1 物理模型：

  在LRF855激光快速成形机上采用316L不锈钢粉末在30 mm×10 mm×7 mm（长×宽×高）45钢块状试样上沿宽度中心线从一端向另一端进行激光快速成形，成形参数见表1

表1激光快速成形工艺参数

  为简化计算，取对称1/2模型，激光垂直照射工件表面，喷嘴与工件倾角Φ=46°，其轴线与激光光轴相交于工件表面，如图3：

 
图3 计算模型

  整个计算域包括气粉两相外流场100mm×25 mm×50 mm（长×宽×高）及成形试样固体两个domain,它们之间通过interface自动连接，外流场边界条件见图4 a，其中入口气体流速0.01m/s, 出口相对平均静压力0 Pa,开口（opening边界）相对开口压力0 Pa，约束气体流速12m/s, 粉末为球形粉末，最小直径0.01~0.1mm，按质量正态分布，初始速度0.01m/s；整个计算域采用非结构四面体网格划分如图4b：

 
a 边界条件

b  网格模型
图4 网格模型及边界条件

  激光快速成形温度场及熔覆层生长在ANSYS中采用单元生死模拟，整个计算域采用结构六面体Solid70单元网格划分如图5 a，首先杀死所有成形单元，并加载换热边界条件如图5 b：

a  ANSYS Solid70单元网格模型            

b  杀死所有成形单元并加载换热边界条件
图5 ANSYS Solid70单元网格模型及边界条件