基于 ANSYS APDL 的增材制造温度场与应力场模拟：生死单元与热源模型探讨
一、引言
增材制造（AM，Additive Manufacturing）作为一种新兴的制造技术，近年来得到了广泛的关注
。在增材制造过程中，温度场和应力场的模拟对于优化制造工艺、提高产品质量具有重要意义。本文
将以 ANSYS APDL（ANSYS Parametric Design Language）为工具，围绕增材制造中单道、单
层、多层温度场与应力场的模拟，以及生死单元技术，高斯面热源和双楕球热源模型的应用进行深入
探讨。
二、ANSYS APDL 在增材制造模拟中的应用
ANSYS APDL 是 ANSYS 软件中的一种参数化设计语言，它在复杂模型的分析中提供了强大的建模和
仿真能力。在增材制造过程中，通过 ANSYS APDL 可以方便地建立参数化模型，模拟工艺过程中的温
度场和应力场变化。
三、单道、单层、多层模拟方法
在增材制造过程中，单道、单层、多层的模拟是常见的分析方法。通过模拟这些过程，我们可以了解
材料在逐层堆积过程中的温度分布、热应力产生及演化情况。ANSYS APDL 提供了强大的有限元分析
功能，可以准确地模拟这些过程。
四、生死单元技术在增材制造模拟中的应用
生死单元是有限元分析中的一种技术，用于模拟材料的添加和去除过程。在增材制造过程中，材料的
添加和融化可以通过生死单元来模拟。通过控制单元的“生死”，可以准确地模拟材料的生长和消失过
程，从而得到更准确的模拟结果。
五、高斯面热源和双楕球热源模型在增材制造中的应用
在增材制造过程中，热源模型的选择对于模拟结果的准确性至关重要。高斯面热源和双楕球热源模型
是两种常用的热源模型。它们能够准确地描述激光或电子束等热源的分布特征，通过 ANSYS APDL 可
以实现这些热源模型的参数化建模，从而更准确地模拟增材制造过程中的温度场和应力场。
六、结果分析与讨论
通过基于 ANSYS APDL 的增材制造模拟，我们可以得到工艺过程中的温度场和应力场的分布情况及演
化规律。对这些结果进行分析和讨论，可以优化制造工艺、提高产品质量，并为实际生产提供理论指
导。
