利用有限元法(FEM)模拟并通过机器学习进行预测以揭示增材制造过程中热场变化:基于ABAQUS和Python的研究实践

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1. 引言

增材制造(Additive Manufacturing,AM)近年来引起了大量的研究关注,这主要是因为它可以提供定制化、复杂结构的零件制造解决方案。在AM过程中,热场的分布和变化直接影响了零件的质量和性能。对此,采用有限元法(FEM)进行模拟已经成为了一种广泛使用的方法。然而,由于AM过程的复杂性,对热场进行预测仍然存在很大的挑战。在本文中,我们将介绍一种通过机器学习预测热场的方法,并将其与FEM进行结合。我们将使用ABAQUS进行有限元模拟,并使用Python进行机器学习建模。

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2. 有限元法(FEM)模拟增材制造中的热场

有限元法是一种广泛应用于工程计算中的数值方法,它可以用于求解各种复杂的物理问题,如热传导、流体力学和结构力学等。在AM过程中,FEM常常被用来模拟热场的分布和变化。

首先,我们需要通过建立几何模型和设置边界条件来描述AM过程。然后,利用ABAQUS,我们可以将模型划分成许多的有限元,每一个元素都有自己的热物性参数,如导热系数和比热容等。然后,通过求解热传导方程,我们可以得到每个时间步长下的热场分布。

这里,我们以一个简单的例子来说明这个过程。我们的任务是模拟一个简单的金属板的加热过程。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-506812.html

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