针对矿山装备发动机曲轴激光熔覆过程中温度分布对熔覆层质量的影响,利用ANSYS软件及生死单元法对熔覆过程进行模拟仿真,得到不同工艺参数下激光熔覆层的温度场,获得了熔池温度及冷却速度的变化规律。结果表明熔池最高温度受激光功率的影响比较大,冷却速度与扫描速度呈正相关,热影响区随着扫描速度的增加而减小。温度场分布与红外摄像仪拍摄结果比较接近,验证了模型的可靠性。

构建Ti-6Al-4V合金激光快速成形熔池凝固过程的数学和物理模型，运用CA-FE耦合算法模拟凝固温度变化和微观晶粒生长过程。模拟和实验结果基本相符，均表明：熔池温度场整体呈对称分布的趋势，熔池的宏观形貌为梭形结构；实验温度变化曲线和模拟温度变化曲线基本一致，由于结晶潜热的释放出现短暂的温度平台；熔池在0．325s内完成凝固，冷却速率为1292．6℃／s；熔池中晶粒生长以粗大β柱状晶为主，朝着熔池中心位置生长，最佳生长方向与熔池凝固时负温度梯度方向一致，体现出晶粒生长几何择优取向的一致性，晶内为针状马氏体构成的网篮结构。

以镍基合金GH4169为研究对象,开展了短电弧铣削过程的数值模拟研究。通过选用合适的高斯面热源、体热源以及热边界条件,建立了GH4169镍基合金短电弧加工温度场的数学模型,得到了短电弧铣削过程熔池形成、温度等值线及温度场分布规律。由温度等值线确定了短电弧放电通道与基体材料形成的3个区域（气化区、熔融凝固区、热影响区）。同时,在相同工艺参数下进行短电弧铣削工艺试验,利用红外热成像仪监测整个加工过程。通过FLIR R＆D Software处理热成像仪监测数据,并获取三节点的热循环曲线,其温度变化趋势与仿真结果吻合较好,由温度成像云图观测放电通道与基体形成的各区域范围与温度等值线基本吻合,验证了所建立模型的正确性,为短电弧铣削加工过程中去除特性、表面质量、微观形貌等基础问题提供理论依据。