基于本征应变的增材制造过程模拟
增材制造工艺的特征应变分析由具有特征应变的预定义场的印刷部件的单个静态应力分析组成，特征应变的预定义场在激活时施加到每个元件，代表由工艺引起的非弹性变形。这些非弹性变形成为残余应力和整体部分失真的主要来源，因此，特征应变分析的目标是预测扭曲和残余应力的一部分。施加到新沉积层上的本征应变会在其下面的层上引起残余应力和变形。图一显示了一个简单的两层构建的增材制造流程示例，其条件如下：
1.增加了第一层。
2.当应用负特征应变时，第一层是无约束的-它收缩。
3.第二层被添加到第一层的顶部并结合到第一层。
4.第二层的收缩受到第一层结合的约束，导致零件变形并产生残余应力。
特征应变分析还可以包括支撑结构(如果需要构建)和基板，其中构建部件和支撑以考虑其对部件扭曲和残余应力的影响。在一般情况下，特征应变分析比热应力分析提供了更近似的解决方案。然而，由于只需要一个静态过程，特征应变分析通常具有较短的运行时间。
图1：在双层增材制造工艺中由于本征应变引起的失真。
前进保险元激活与特征应变的应用
在添加剂制造过程中的材料沉积是在ABAOUS软件中通过渐进元素活化(参见渐进元素激活)来模拟的。元素在完全或部分完全状态下激活。在分析期间的每个增量中，您可以使用用户子例程UEPACTIVATIONVOL来控制元素激活和添加到每个元素的材料体积分数，并定义与新材料关联的特征应变张量(参见应用特征应变)。Abaqus自动将本征应变应用于单元，在单元中引入残余应力。
通过使用用户子程序UEPACTIVATIONVOL，您可以完全控制单元激活顺序和要应用的特征应变值。您可以访问工具路径-网格交叉口实用程序，这些工具专门为常见的加法制造过程定义和应用特征应变(请参阅工具路径-网格交叉模块)。两种类型的特征应变分析支持这种功能:基于轨迹和基于模式。
Abaqus软件还为常见的基于轨迹和基于模式的本征应变分析提供了简化的解决方案，无需编写用户子程序。这些技术在增材制造专用技术中进行了描述。
基于轨迹的特征应变分析
基于轨迹的特征应变分析激活元素，并根据新材料熔合或粘结到底层的指定轨迹应用特征应变。例如，粉末床熔融过程的轨迹与热源扫描路径相同，定向能量沉积和材料挤压过程的轨迹是喷嘴路径。轨迹使用事件序列(以时间、空间坐标和用户定义的事件数据的形式;更多详细信息请参见事件序列)定义，并由刀具轨迹-网格相交模块直接处理。在用户子程序UEPACTIVATIONVOL中，您可以调用相关的刀具路径-网格相交实用程序，以获得关干材料体积分数变化的信息以及在每个增量中分配给每个单元的本征应变值。可选地，您可以更新材料方向以使其与轨迹对齐。该分析是类似的热机械模拟中的应力分析，除了它是由本征应变载荷，而不是温度的热分析结果驱动。
温馨提示：
此文档为达索官方英文文档翻译，尽管我们已经尽力确保准确性，但在翻译过程中可能会有一些错误或细微差别。如果想要了解官方原版，可联系客服进行索取。
