选区激光熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)是一种以粉床铺粉为特征的增材制造技术(Additive Manufacturing,AM),这种新兴的快速成形技术目前已广泛的应用于航空航天、汽车制造、生物医学等领域。然而在SLM成形过程中,激光束只能局部熔融金属粉末逐步形成整体,这一剧烈反应的过程伴随着温度大范围的波动,因而容易使零件产生较大的温度梯度,由此引发的热应力将可能导致零件产生变形、翘曲甚至裂纹等缺陷,这些缺陷将严重影响零件的成形质量和尺寸精度。为了能够预测并降低SLM成形件的残余应力,本文拟采用ANSYS有限元仿真软件,对SLM成形过程中的温度场和应力场进行仿真与分析,以探究各工艺参数下成形件温度场和应力场的变化规律。本文的主要研究内容如下:(1)有限元模型建立、校核与温度场仿真。针对SLM成形实际工况建立了相应仿真模型,并进行了单熔点、单熔道与块体仿真与成形试验,通过校对温度场与试验熔池几何特征参数,调整后的仿真模型误差可控制在5%左右,与此同时,还建立了基于熔池截面几何特性的工艺参数快速优化模型;在随后的温度场仿真中则探究了不同工艺参数时熔池最高温度和熔池尺寸,并分析了温度场随时间和路径的变化规律。(2)应力场仿真与分析。应力的形成主要是由于激光熔融金属粉末时,熔池热涨受压和冷缩受拉形成的;应力值随激光功率和扫描速度的增加而逐渐增大,且激光功率对应力值的影响要大于扫描速度;冷却后的残余应力主要为拉应力,且分布在边缘的应力值较小,中心处应力值较大。(3)SLM成形试验与残余应力检测。为了首先能够保证成形件的成形质量,进行了功率为100W-400W,扫描速度为0.2m/s-1m/s的块体成形试验,并对其致密度、微观组织、典型缺陷、拉伸力学性能和拉伸断口进行了试验与分析;通过对比残余应力试验检测与仿真结果发现,仿真结果与试验检测的残余应力数值趋势相同,误差值基本可以控制在10%左右。