【摘 要】
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激光熔化沉积装备为专用单机装备研制生产方式,其研制周期长、成本高和质量性能不稳,数字孪生技术通过模拟仿真、监控预测和优化控制,是提高研发效率、降低成本的有效途径。本文针对激光熔化沉积装备研制中的关键问题,基于数字孪生思想,构建激光熔化沉积装备数字孪生技术体系,开展激光熔化沉积装备数字孪生安全预警虚拟校核和工艺质量模拟仿真等研究工作。其主要内容如下:（1）构建激光熔化沉积装备数字孪生技术体系。基于激
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激光熔化沉积装备为专用单机装备研制生产方式,其研制周期长、成本高和质量性能不稳,数字孪生技术通过模拟仿真、监控预测和优化控制,是提高研发效率、降低成本的有效途径。本文针对激光熔化沉积装备研制中的关键问题,基于数字孪生思想,构建激光熔化沉积装备数字孪生技术体系,开展激光熔化沉积装备数字孪生安全预警虚拟校核和工艺质量模拟仿真等研究工作。其主要内容如下:（1）构建激光熔化沉积装备数字孪生技术体系。基于激光熔化沉积装备数字孪生系统框架,搭建激光熔化沉积装备数字孪生平台,进行虚拟装配、运动设置、碰撞检验和PLC调试等数字孪生分析,从而实现激光熔化沉积装备数字孪生可视化仿真,显著降低激光熔化沉积装备研发成本。（2）开展激光熔化沉积装备数字孪生安全预警虚拟校核。通过光电传感器、接近传感器及PLC编程设置预警信号,实现激光熔化沉积装备数字孪生行程超程报警和人身安全预警,使PLC接收到传感器预警信号时,能够立即响应制动停机,在保证人身安全的前提下进行高效生产,提高激光熔化沉积装备研发效率。（3）开展激光熔化沉积装备工艺质量模拟仿真。通过建立激光熔化沉积装备工艺质量模拟仿真模型,分析高温松弛软化带辅助激光熔化沉积抑制裂纹缺陷机理,阐述激光熔化沉积装备工艺质量模拟仿真流程,对高温松弛软化带与不同形状基体表面接触时的温度场和残余应力场分布进行模拟仿真研究及试验验证。从而实现高温松弛软化带对激光熔化沉积层裂纹缺陷的抑制,减少试验次数,提高激光熔化沉积装备工艺质量稳定性。
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