本文以受电弓滑板用石墨-铜功能梯度复合材料为研究对象,应用ANSYS/FLOTRAN模块分析石墨-铜功能梯度复合材料激光沉积过程中的温度场和流场,研究了对流和材料梯度结构对温度场的影响,建立了温度场和流场数学模型,并成功实现了同模块下温度场和流场的两相场耦合。根据热分析理论和流体力学分析理论确定了激光沉积中的温度和对流的边界条件;熔池中对流的驱动力;通过在气液自由界面施加张力温度系数,成功模拟了Marangoni对流;根据统一方程理论,借助“固液同一法”实现了模拟中固液界面的连续性移动。得到如下结果:流体从熔池中心向四周流动,流速逐渐增大,在熔池边缘处流速最大,并沿熔池边缘向熔池底部流动,从熔池中心底部向上流动从而形成环流。温度场分布呈椭圆形,中心温度高,四周温度低,且中心温度梯度大于四周温度梯度,熔池前方温度梯度大于熔池后方温度梯度。随着沉积层数的增加,由底层到顶层石墨的含量逐渐增加,呈现梯度分布。在对流作用下,由底层到顶层的温度场分布形状不变,但是温升极值逐渐增大,熔池体积增大,重熔率也增大。梯度复合材料相对于均质复合材料,石墨含量低的沉积层,重熔率较大;石墨含量高的沉积层,重熔率较小。激光功率增大,熔池增大,温升极点增大,熔池内流速也增大;光斑半径增大,熔池尺寸会减少,温升极点减小,流速也减小;扫描速度增大,熔池会减小,温升极点也减小,流速减小。