基于数值模拟的选区激光熔化成形残余应力演化研究

赵仕宇，陈向文，詹艳然

基于数值模拟的选区激光熔化成形残余应力演化研究

赵仕宇1，陈向文1，詹艳然2

（1.福州职业技术学院 机电工程系，福州 350121；2.福州大学 机械工程及自动化学院，福州 350108）

以选区激光熔化成形（SLM）试件的残余应力为研究对象，研究残余应力对成形质量的影响，为SLM成形的产业化应用提供理论依据。以316L不锈钢粉末为原材料，利用Altair Inspire软件的Print3D模块分析SLM成形中支撑、成形角对残余应力的影响及残余应力的演化规律，并进行实验验证。SLM成形最大残余应力出现在零件与基板结合面，添加支撑可减小残余应力。零件不同位置残余应力的演化规律不同。顶部残余应力呈先增大后减小的趋势，底部两侧残余应力呈缓慢上升的趋势；底部中间残余应力的演化规律较为复杂：起先残余应力随温度的降低而增大，当温度降到最低点时达最大值；随后在热累积作用下，残余应力先减小后增大，当达到去应力退火温度时，残余应力又减小并在一定范围内波动。残余应力随着成形角的增大呈先增大后减小再增大的趋势，当成形角为60°时，残余应力较小。在SLM成形时，在零件底部添加支撑可将最大残余应力位置转移到支撑上，从而减小成形件内部的残余应力，提高成形质量。成形零件不同位置残余应力的演化规律不同，成形角对残余应力的影响也不同，成形时应根据零件工况制定合适的打印策略。

数值模拟；选区激光熔化；残余应力；316L不锈钢；成形角

选区激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技术以在专业金属3D打印软件中建立的三维数字模型为基础，利用成形设备激发的高能激光，沿着预设路径使金属粉末逐层累积堆叠成形出任意复杂形状的实体，具有制造快捷、成形零件精度高和成本低的优点，在航天航空、医疗等领域有着广泛应用，是目前增材制造领域中颇具潜力的技术之一[1-5]。在SLM成形中，金属粉末吸收激光能量熔化形成熔池，当激光离开后熔池金属冷却凝固，整个过程在极短时间内完成，较高的温度梯度和过冷度使成形件内部产生大量热应力，一部分热应力会在后续的热循环过程中被释放，另一部分则会被保留下来形成残余应力[6]。残余应力易使成形件出现裂纹、变形及翘曲等缺陷，成为影响成形件精度、寿命与使用性能的关键因素[7-9]，是亟须研究和解决的突出难题之一。残余应力可分为Ⅰ型残余应力、Ⅱ型残余应力和Ⅲ型残余应力[10]，Ⅰ型残余应力由宏观温度变化引起，Ⅱ型残余应力和Ⅲ型残余应力是由微观颗粒的缺陷以及位错等引起的微观应力，常见的破坏性缺陷主要由Ⅰ型残余应力引起。若用实验法测定SLM成形件中的残余应力，则时间与经济成本较高，并且无法追溯残余应力的形成与发展历程，因此常用数值模拟方法进行研究。文舒等[11]利用ABAQUS有限元软件分析了单道次GH536高温合金选区激光熔化成形过程中的残余应力，发现零件表面存在较大的残余应力。王美婷等[12]利用Simufact-additive软件和实验相结合的方法，分析了激光功率、扫描速度等工艺参数对AlSi10Mg成形件基板与结合面残余应力的影响，认为残余应力随着成形工艺参数的增大呈先减小后增大的趋势。李忠华等[13]利用ANSYS软件分析了预热温度对残余应力的影响，认为随着预热温度的升高，残余应力降低。吴涛等[14]采用有限元模拟与小孔法获得了选区激光熔化成形件的残余应力，认为打印方向对成形件的残余应力分布有显著影响。目前学者们利用数值模拟法主要分析了SLM成形单道、多道时的残余应力分布情况，但有关零件整体成形时残余应力的研究报道还比较少。

为进一步探究选区激光熔化成形件残余应力的分布及演化规律，选择广泛应用于机械、航天、医疗等领域的316L不锈钢[15-17]为原材料，采用数值模拟和实验相结合的方法，运用Altair Inspire仿真软件的Print3D模块分析了SLM成形过程中残余应力的演化规律以及成形角对残余应力及变形的影响，以期为SLM成形技术产业化应用提供理论指导。

1 实验

1.1 成形参数

成形材料选用广州汉邦激光科技有限公司提供的316L不锈钢粉末，其主要物理性能参数如下：密度为5.16 g/cm3、比热容为900 J/(kg·K)、热传导系数为1.12×10−5K−1、液相线温度为1 713 K、固相线温度为1 663 K。成形设备为该公司生产的HBD150型SLM打印机，其主要打印成形参数如下：激光功率为500 W、打印层厚为10～40 μm、扫描速度≤10 000 mm/s、扫描间距为40～80 μm、光斑直径为70 μm、成形尺寸为159 mm×100 mm。参照文献[18]中316L不锈钢粉末的SLM成形工艺参数，本文模拟时的主要成形工艺参数取值如下：激光功率为170 W，打印层厚为30 μm，扫描速度为950 mm/s，扫描间距为60 μm，光斑直径为70 μm。成形件为长方体，其、、方向的长度分别为21、14、3.5 mm。

1.2 成形模拟

采用Altair Inspire仿真软件的Print3D模块模拟SLM成形过程中的打印、冷却、回弹及切割等过程，分析成形全过程中温度、应力、位移等的分布情况及演化规律。零件与打印平台的摆放位置如图1所示，其中角度数值表示零件成形角，摆放时以零件长度为方向，宽度为方向，高度为方向。在初次模拟时，将成形角为90°的零件摆放于打印平台上，采用前文确定的参数进行模拟，结果如图2所示。从图2a可以发现，在零件打印成形过程中，某一瞬间的最高温度为1 960 K，超过316L不锈钢粉末的液相线温度，说明当激光扫描金属粉末时粉末处于熔化状态。从图2b可以看出，待成形结束后，零件的最大残余应力为609.6 MPa，最大值位于零件底部与基板的结合处，与文献[19]的试验结果相一致。说明初始模拟的成形工艺参数及成形条件符合选区激光熔化成形工艺要求，但从图2b发现成形后零件局部的残余应力较大，会影响SLM成形件的成形质量，需要进行进一步分析。

图1 模型摆放示意图

图2 初始模拟结果

2 结果与分析

2.1 支撑对残余应力的影响

在SLM成形过程中，金属粉末在高能激光束作用下熔化形成的熔池会在自身重力和毛细作用下塌陷[20]，因此需要设置支撑。Zhang等[21]认为在SLM成形过程中添加支撑可承接下一层未熔化成形的金属粉末，防止激光扫描该粉末层时发生塌陷，同时可传递成形层多余的热量，减小成形件翘曲变形，并且可防止刮刀撞击已成形件。张国庆等[22]认为SLM成形件中常出现的零件翘曲变形与零件支撑的添加有关。现将SLM成形件水平（即成形角0°）放置于打印平台上，在一个零件底部添加3 mm高度的支撑，支撑结构选用可承受一定重力的锥支撑；将另一个零件直接置于基板上，不添加支撑，研究有无支撑对残余应力的影响。利用前文所述参数进行模拟，模拟结果如图3所示。可以看出，当零件底部无支撑时，零件的最大残余应力为718.2 MPa，当零件底部添加了支撑时，零件的最大残余应力为519.7 MPa，显著低于直接置于打印平台（未添加支撑）成形件的最大残余应力。此外，最大残余应力值出现在打印件与基板最先接触处，这是由于在SLM成形过程中，打印件与基板的接触为固定约束，第1层成形时的温度梯度最大，在收缩过程中变形受到基板的控制，且热循环次数最多，因此残余应力最大。

图3 有无支撑时残余应力分布图

2.2 残余应力的演化规律

基于图3b的模拟结果分析残余应力的演变规律。选取零件顶部和底部的中部以及两侧节点进行分析，且由于零件为对称件，在顶部和底部各选取两点进行分析，具体选取位置如图4a所示。零件顶部和底部选取节点的残余应力的演化规律分别如图4b和图4c所示。可以发现，在SLM成形过程中，零件两侧残余应力呈缓慢上升趋势，而底部和顶部中部选取点残余应力的演化规律明显不同。其中底部中部选取点残余应力的演化较为剧烈且复杂，这是由于在SLM成形过程中当激光扫描时，金属粉末在极短的时间内急速升温熔化成液态，当激光离开后，熔池内液态金属由液态转变为固态，整个过程在极短时间内完成，温度梯度达到106～108K/s[23]。在如此大的温度梯度下，凝固后的组织内部存在由温度快速变化而引起的热应力、物态相变引起的相变应力以及先凝固组织对后凝固组织的拘束应力，这些应力的相互作用以及冷却收缩受到已成形层和当前层成形区的阻碍，自由凝固收缩受限，应力急速增大，当温度降到最低温度时，应力达到最大值。在后续成形热累积作用下，成形温度升高，凝固过程产生的应力得到部分释放，应力值减小。当温度升高到一定的温度时，亚稳态的短枝晶结构继续长大[24]，但受周围环境约束，应力增大，成形完毕后残留在成形件内成为残余应力。在零件顶部的中间部分，待激光扫描完金属粉末后，熔融金属快速凝固，零件打印完成，在凝固过程中应力快速增大，随后部分应力得到释放，未释放的应力成为残余应力保留在成形件内。

图4 当成形角为0°时选取点位置和相应点残余应力演化及温度变化路径图

为进一步探讨打印高度更高的成形件残余应力的演变规律，将成形角90°的零件放置于打印平台上，模拟结束后选取点的位置及相应的应力和温度变化情况如图5所示。由图5a可知，在成形结束时，成形角90°零件的最大残余应力为446.4 MPa，小于成形角0°时的514.6 MPa（见图3b）。当成形角为90°时，零件的最大残余应力减小，这是因为当零件长边垂直放置于打印平台时，成形层打印区域较小，其四周被粉末包围，冷却速度较慢，产生的变形部分得到释放，使其残余应力变小。比较图4c和图5c可以发现，当成形高度较小时，零件选取点的残余应力的演化规律基本一致，但随着成形高度的增大，在热累积作用下，中间区域底层节点的短枝晶继续长大，在长大过程中受周围环境限制，应力增大，当温度达到547.58 K时，应力达到极大值，当温度高于547.58 K时，相当于进入去应力退火阶段，应力减小，当减小到约40 MPa时产生新的热累积平衡，使其后续成形过程中的应力在一定范围内波动。

2.3 成形角对残余应力的影响

由图3b及图5a可以发现，当零件置于打印平台的成形角不同时，成形后最大残余应力值差距较大，残余应力会影响成形后零件的变形。文献[25]也从不同摆放位置零件的热应力角度分析了零件的变形问题。为此，在成形角为0°、15°、30°、45°、60°、75°及90°条件下，将零件置于打印平台上进行模拟，模拟结束后不同成形角的最大残余应力变化趋势如图6所示。可以看出，随着成形角的增大，最大残余应力值呈先增大后减小再增大的趋势。当零件成形角为60°时，最大残余应力值最小，当成形角为15°时，零件的最大残余应力值最大。这是由于零件摆放位置不同，添加支撑的位置和数量也不同（见图7），当成形角为15°时，零件下表面较大，需设置大量的支撑，而当成形角为60°时，仅零件底部有少量支撑即可进行打印，成形过程中产生的应力得到有效释放，残余应力减小。成形件的残余应力也会影响零件的变形。2个成形角下成形件的位移变形情况如图7所示。可以看出，成形角为60°的位移变形为0.360 9 mm，小于成形角为15°时的0.923 1 mm。当成形件残余应力较小时，位移变形也较小。为验证数值模拟结果，利用前文确定的工艺参数在HBD150打印机中打印成形角为15°的零件，将零件从基板上切割，打印件如图8所示。打印件相应位置的尺量值为20.30 mm，零件变形量为0.7 mm，实验结果与模拟结果基本一致。

图5 当成形角为90°时选取点位置及相应点残余应力的演化和温度变化路径图

图6 不同成形角零件的残余应力趋势图

图7 不同成形角零件的位移分布图

图8 SLM加工件

3 结论

1）由于成形件与基板的接触为固定约束，第一层成形时温度梯度最大，冷却收缩受限，且热循环次数最多，因此，SLM成形中最大残余应力出现在基板与零件最先打印结合面，通过添加合理支撑可传递多余热量，抑制收缩，减小零件变形和残余应力。

2）SLM成形件不同区域残余应力的演化规律有很大的不同。在零件两侧成形过程中，残余应力呈缓慢上升趋势。零件顶部和底部中间位置的残余应力的演化较为复杂。顶部中间区域冷却产生的应力未得到有效释放，大部分留在成形件内转变成残余应力。底部中间区域残余应力先随着温度的降低而增大，当温度降到最低点时应力最大，随后在反复热累积作用下应力减小，随着温度的升高，内部亚晶结构继续长大，应力随之增大，当温度升高到去应力退火温度时，应力减小并在一定范围内波动，成形完毕后残留在成形件内成为残余应力。

3）成形角影响SLM成形件的残余应力。残余应力随着成形角的增大呈先增大后减小再增大的趋势，残余应力影响零件的位移变形，当残余应力较小时，变形位移也较小，当零件成形角为60°时，残余应力较小，成形质量较好。

[1] 李俊, 杨立军, 郑航, 等. 激光选区熔化次数对316L不锈钢表面性能的影响[J]. 表面技术, 2021, 50(6): 93-100.

LI J, YANG L J, ZHENG H, et al. Influence of Laser Selection Melting Times on the Surface Properties of 316L Stainless Steel[J]. Surface Technology, 2021, 50(6): 93-100.

[2] POLONSKY A T, LENTHE W C, ECHLIN M P, et al. Solidification-driven Orientation Gradients in Additively Manufactured Stainless Steel[J]. Acta Materialia, 2020, 183: 249-260.

[3] 余晨帆, 王亚飞, 赵聪聪, 等. 激光选区熔化316L不锈钢凝固特征与微观组织结构[J]. 材料科学与工艺, 2023, 31(4): 24-33.

YU C F, WANG Y F, ZHAO C C, et al. The Solidification Characteristics and Microstructure of 316L Stainless Steel Manufactured via Selective Laser Melting[J]. Materials Science and Technology, 2023, 31(4): 24-33.

[4] YADROITSEV I, YADROITSAVA I. Evaluation of Residual Stress in Stainless Steel 316L and Ti6Al4V Samples Produced by Selective Laser Melting[J]. Virtual and Physical Prototyping, 2015, 10(2): 1-10.

[5] 孙苗, 陈岁元, 魏明炜, 等. 选区激光熔化24CrNiMoY合金钢组织演化与力学性能[J]. 精密成形工程, 2023, 15(7): 146-155.

SUN M, CHEN S Y, WEI M W, et al. Microstructure Evolution and Mechanical Properties of Selective Laser Melting 24CrNiMoY Alloy Steel[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(7): 146-155.

[6] 张嘉, 龙连春, 吴奇. Inconel718微环形零件激光增材制造残余应力数值分析[J]. 机械工程学报, 2021, 57(18): 172-181.

ZHANG J, LONG L C, WU Q. Simulation of Residual Stress of SLM Additive Manufactured Micro-Annular Incone1718 Components[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2021, 57(18): 172-181.

[7] SAAD W. 激光选区融化316L不锈钢残余应力演变特性及控制方法研究[D]. 济南: 山东大学, 2022.

SAAD W. Investigation on Residual Stress Behavior and Control Methods in Selective Laser Melting of 316L Stainless Steel[D]. Jinan: Shandong University, 2022.

[8] 周博. 热处理对3D打印TA15钛合金微观组织及残余应力的影响研究[D]. 湘潭: 湘潭大学, 2022.

ZHOU B. Effect of Heat Treatment on Microstructure and Residual Stress of 3D Printed TA15 Titanium Alloy[D]. Xiangtan: Xiangtan University, 2022.

[9] 姜旭, 周六如, 毕凤阳, 等. 激光选区熔化成形半圆孔悬垂结构变形及残余应力研究[J]. 制造技术与机床, 2023(8): 27-31.

JIANG X, ZHOU L R, BI F Y, et al. Research on Deformation and Residual Stress for Overhanging Structure of Semi-Circular Hole by Selective Laser Melting[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023(8): 27-31.

[10] 尹衍军. 选区激光熔化成形316L不锈钢流动规律及组织、性能研究[D]. 北京: 北京科技大学, 2019.

YIN Y J. Study on Flow Law, Microstructure and Properties of 316L Stainless Steel Formed by Selective Laser Melting[D]. Beijing: University of Science and Technology Beijing, 2019.

[11] 文舒, 董安平, 陆燕玲, 等. H53高温合金选区激光熔化温度场和残余应力的有限元模拟[J]. 金属学报, 2018, 54(3): 393-403.

WEN S, DONG A P, LU Y L, et al. Finite Element Simulation of the Temperature Field and Residual Stress in GH536 Superalloy Treated by Selective Laser Melting[J]. Acta Metallurgica Sinica, 2018, 54(3): 393-403.

[12] 王美婷, 郑黎, 何亮, 等. SLM成形AlSi10Mg合金的变形行为与残余应力数值模拟[J]. 应用激光, 2022, 42(10): 67-75.

WANG M T, ZHENG L, HE L, et al. Numerical Simulation of Deformation Behavior and Residual Stress of AlSi10Mg Alloy Formed by SLM[J]. Applied Laser, 2022, 42(10): 67-75.

[13] 李忠华, 李嘉新, 刘斌, 等. 基于SLM工艺的316L复合成形件结合面的残余应力优化[J]. 应用激光, 2022, 42(8): 61-71.

LI Z H, LI J X, LIU B, et al. Residual Stress Optimization of the Joint Surface of 316L Composite Manufacturing Parts Based on SLM Process[J]. Applied Laser, 2022, 42(8): 61-71.

[14] 吴涛, 张昭, 王冲, 等. 打印角度对SLM增材制造Al250C铝合金的残余应力影响分析[J]. 材料研究与应用, 2021, 15(4): 334-340.

WU T, ZHANG Z, WANG C, et al. Effect of Building Direction on the Residual Stresses in Al250C Aluminum Alloy Fabricated by SLM[J]. Materials Research and Application, 2021, 15(4): 334-340.

[15] 蒲林, 任毅, 陈伟, 等. 选区激光熔化成形的316L不锈钢点阵夹层结构的力学性能和能量吸收性能研究[J]. 精密成形工程, 2023, 15(5): 71-78.

PU L, REN Y, CHEN W, et al. Mechanical Properties and Energy Absorption Properties of 316L Stainless Steel Lattice Sandwich Structure Formed by Selective Laser Melting[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(5): 71-78.

[16] 程灵钰, 朱小刚, 刘正武, 等. 热处理对激光选区熔化成形316L不锈钢组织和力学性能的影响[J]. 材料热处理学报, 2020, 41(7): 80-86.

CHENG L Y, ZHU X G, LIU Z W, et al. Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of 316L Stainless Steel Prepared by Selective Laser Melting[J]. Transactions of Materials and Heat Treatment, 2020, 41(7): 80-86.

[17] 季文彬, 徐立奎, 戴士杰, 等. 激光选区熔化成型316L不锈钢的工艺参数对硬度与微观组织的影响[J]. 材料导报, 2021, 35(22): 22125-22131.

JI W B, XU L K, DAI S J, et al. Effect of Process Parameters on Hardness and Microstructure of 316L Stainless Steel Manufactured by Selective Laser Melting[J]. Materials Reports, 2021, 35(22): 22125-22131.

[18] 倪聪. 微流道换热器件激光选区熔化成型关键技术研究[D]. 长春: 长春理工大学, 2021.

NI C. Research on Key Technologies of Laser Selective Melting Forming of Micro-Channel Heat Exchanger[D]. Changchun: Changchun University of Science and Technology, 2021.

[19] 王俊飞, 袁军堂, 汪振华, 等. 激光选区熔化成形TC4钛合金薄壁件变形与残余应力[J]. 激光技术, 2019, 43(3): 411-416.

WANG J F, YUAN J T, WANG Z H, et al. Deformation and Residual Stress of TC4 Titanium Alloy Thin-Wall Parts by Selective Laser Melting[J]. Laser Technology, 2019, 43(3): 411-416.

[20] 张小川, 康进武, 融亦鸣, 等. 增材制造中的支撑设计[J]. 热加工工艺, 2018, 47(12): 1-7.

ZHANG X C, KANG J W, RONG Y M, et al. Support Design in Additive Manufacturing[J]. Hot Working Technology, 2018, 47(12): 1-7.

[21] ZHANG X C, WANG J W, KANG J W, et al. The Dynamic Arch Bending Mechanism of flat Bridge Btructure of AlSi10Mg during SLMprocess[J]. Materials & Design, 2020, 188: 1-10.

[22] 张国庆, 杨永强, 张自勉, 等. 激光选区熔化成型零件支撑结构优化设计[J]. 中国激光, 2016, 43(12): 1202002.

ZHANG G Q, YANG Y Q, ZHANG Z M, et al. Optimal Design of Support Structures in Selective Laser Melting of Parts[J]. Chinese Journal of Lasers, 2016, 43(12): 1202002.

[23] JÄGLE E A, CHOI P P, VAN HUMBEECK J, et al. Precipitation and Austenite Reversion Behavior of a Maraging Steel Produced by Selective Laser Melting[J]. Journal of Materials Research, 2014, 29(17): 2072-2079.

[24] 杨登翠. 选区激光熔化316L不锈钢制备工艺、组织性能及耐蚀性研究[D]. 北京: 北京科技大学, 2023

YANG D C. Study on Preparation, Microstructure, Property and Corrosion Resistance of 316L Stainless Steel by Selective Laser Melting[D]. Beijing: University of Science and Technology Beijing, 2023.

[25] 吴懋亮, 孙翰霆, 孙玄锴, 等. 工艺参数对选区激光熔化中成形形变的影响[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(5): 051403.

WU M L, SUN H T, SUN X K, et al. Effect of Process Parameters on the Deformation of Selective Laser Melting[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(5): 051403.

Residual Stress Evolution by Selective Laser Melting Based on Numerical Simulation

ZHAO Shiyu1, CHEN Xiangwen1, ZHAN Yanran2

(1. Department of Mechanical and Electrical Engineering, Fuzhou Polytechnic, Fuzhou 350121, China; 2. School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)

The work aims to take the residual stress occurring in selective laser melting (SLM) process as the research object, to study its effect on forming quality, so as to provide a theoretical basis for industrial applications. With 316L stainless steel powder as raw material, a Print3D module of Altair Inspire software was used to analyze the effects of support and forming angle on residual stresses and the corresponding evolution law with experimental verification. During SLM processing, the highest value of residual stress occurred at the part-substrate interface, and could be reduced by adding supports. At different locations of the formed part, the evolution of residual stress was different. At the top area, the residual stresses tended to increase firstly then decrease, but they tended to increase slowly all the time at the sides near bottom area. At the center position near bottom, the evolution law was complex. Firstly, it increased with the decrease of temperature, and when the temperature got to the lowest point, the residual stress reached its maximum value. Subsequently, under the effect of heat accumulation, it decreased firstly and then increased, and when the de-stressing annealing temperature was reached, the stress began to fluctuate within a certain range. With the increment of forming angle, the value of residual stress fluctuated, which was small with forming angle 60°. In SLM processing, adding support at the bottom of the part transfers the location of the largest residual stress to the support to be cut, which reduces the residual stress in the part and improves the forming quality. The evolution of residual stresses at different locations of the part is complex, and the influence of the forming angle on the residual stresses is also different, so a suitable printing strategy should be developed based on specific working condition.KEY WORDS: numerical simulation; selective laser melting; residual stress; 316L stainless steel; forming angle

10.3969/j.issn.1674-6457.2024.01.020

TG495

A

1674-6457(2024)01-0174-07

2023-10-25

2023-10-25

国家自然科学基金（51774097）；福建省教育厅中青年项目（JAT210822）

The National Natural Science Foundation of China (51774097); Youth and Middle-aged Project of Fujian Education Department (JAT210822)

赵仕宇, 陈向文, 詹艳然. 基于数值模拟的选区激光熔化成形残余应力演化研究[J]. 精密成形工程, 2024, 16(1): 174-180.

ZHAO Shiyu, CHEN Xiangwen, ZHAN Yanran. Residual Stress Evolution by Selective Laser Melting Based on Numerical Simulation[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(1): 174-180.