激光选区熔化增材制造的影响因素很多,采用试验手段确定材料的工艺窗口成本较高、研究熔池中的物理现象难度很大。本论文构建了完善的激光选区熔化增材制造的多物理场介观模型,对金属粉末床形成过程,颗粒熔化形成熔池以及缺陷机理进行研究,为工艺参数的选择提供参考。利用Yade软件对激光选区熔化增材制造的铺粉阶段构建完善的离散元模型,包括算法模型和几何模型两部分。采用两个量化粉末床质量的参数:相对填充密度(RPD)和相对不均匀程度(RUR)来分析粉末床分层厚度、铺粉速度以及颗粒粒径分布对粉末床质量的影响。将得到的粉末床模型导入FLOW-3D软件作为初始颗粒模型来研究颗粒熔化,熔池流动及凝固过程;研究激光功率和激光扫描速度对于单道成形的影响,详细阐述了单道成形的孔隙、缩颈以及球化缺陷的产生机理,并对成形良好的扫描熔道进行熔池热力学和动力学分析。研究了激光功率改变时熔池的形貌及宽度和深度的变化,并利用电信号检测方法判定熔道是否为小孔模式,为孔隙检测提供新思路。在恒定的线能量密度(LED)下,采用不同的激光功率和扫描速度参数组合进行数值模拟,对成形熔道的表面形貌和熔池中的定点温度场进行研究。利用试验手段研究分析了不同参数形成的扫描熔道的形貌和尺寸,重点揭示了小角度扭曲的形成机理。利用成形较好的单熔道的扫描参数,研究了扫描间距对熔道表面成形、内部连接性以及温度场的影响,量化了扫描间距对能量的利用率;对比分析了常用的Z形扫描和S形扫描的区别,并揭示了粉末床密度与成形熔道的形貌和尺寸的关系。