基于SLM的自支撐懸垂結(jié)構(gòu)的工藝約束研究與構(gòu)型設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-02-07 07:38
近年來(lái)增材制造技術(shù)(Additive Manufacturing,AM)取得了快速的發(fā)展,選擇性激光熔化技術(shù)(Selective Laser Melting,SLM)是一種基于粉末床用金屬粉末成形的金屬增材制造技術(shù),其最大優(yōu)勢(shì)是能夠不受于結(jié)構(gòu)形狀的約束,直接成形接近100%致密的金屬零件。在SLM工藝加工過(guò)程中,在不添加支撐結(jié)構(gòu)的情況下,具有懸垂結(jié)構(gòu)的部件容易產(chǎn)生變形、掛渣、塌陷等缺陷。為了改善成形質(zhì)量,目前多數(shù)研究都是對(duì)傾斜角度進(jìn)行限制,此方法會(huì)產(chǎn)生過(guò)約束結(jié)果,使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)空間受限。因此,本文考慮到結(jié)構(gòu)局部特征的影響,基于選擇性激光熔化技術(shù)的成形機(jī)理,研究了自支撐懸垂結(jié)構(gòu)傾斜角度和尺寸對(duì)部件成形質(zhì)量的影響以及關(guān)聯(lián)性,建立了自支撐懸垂結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量對(duì)傾角與幾何尺寸的依賴關(guān)系,建立了自支撐懸垂結(jié)構(gòu)的約束描述模型,將懸垂結(jié)構(gòu)約束加入結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型中,構(gòu)建自支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)選擇性激光熔化(SLM)增材制造進(jìn)程分析模型。結(jié)合增材制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),選取適用的CAE分析工具輔助進(jìn)行工藝的設(shè)計(jì)及研究。本文根據(jù)選擇性激光熔化技術(shù)的成形機(jī)理,基于Simufact.Add...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 SLM成形過(guò)程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于SLM技術(shù)的懸垂結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
1.2.3 基于SLM技術(shù)的自支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
2 SLM技術(shù)懸垂結(jié)構(gòu)成形過(guò)程建模及有限元仿真
2.1 引言
2.2 有限元模型
2.2.1 軟件簡(jiǎn)介及基本計(jì)算理論
2.2.2 有限元分析模型
2.2.3 激光熱源參數(shù)
2.2.4 材料參數(shù)選取
2.3 懸垂結(jié)構(gòu)有限元仿真結(jié)果分析
2.3.1 懸垂結(jié)構(gòu)成形過(guò)程模擬
2.3.2 仿真結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
3 自支撐懸垂結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量對(duì)傾角及局部尺寸的依賴關(guān)系研究
3.1 引言
3.2 結(jié)構(gòu)傾斜角度及幾何尺寸的影響
3.2.1 懸垂結(jié)構(gòu)傾斜角度對(duì)SLM成形質(zhì)量的影響
3.2.2 結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)制造成形質(zhì)量的影響
3.3 自支撐懸垂結(jié)構(gòu)成形依賴尺寸的許用傾角約束模型
3.3.1 依賴于幾何尺寸的許用傾角設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
4 基于SLM工藝的懸垂結(jié)構(gòu)自支撐工藝約束描述模型
4.1 引言
4.2 懸垂結(jié)構(gòu)成形的基本優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
4.2.1 添加支撐結(jié)構(gòu)
4.2.2 基本自支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法分析
4.3 基于SLM技術(shù)的新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)約束模型
4.3.1 新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)約束設(shè)計(jì)
4.3.2 算例分析
4.4 本章小結(jié)
5 基于拓?fù)鋬?yōu)化的新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)方法
5.1 引言
5.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法
5.2.1 基于SIMP法的拓?fù)鋬?yōu)化模型
5.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化方法求解算法
5.3 基于拓?fù)鋬?yōu)化的新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)方法
5.3.1 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
5.3.2 結(jié)構(gòu)自支撐成形設(shè)計(jì)
5.3.3 算例分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 總結(jié)
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號(hào):3021914
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 SLM成形過(guò)程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于SLM技術(shù)的懸垂結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
1.2.3 基于SLM技術(shù)的自支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
2 SLM技術(shù)懸垂結(jié)構(gòu)成形過(guò)程建模及有限元仿真
2.1 引言
2.2 有限元模型
2.2.1 軟件簡(jiǎn)介及基本計(jì)算理論
2.2.2 有限元分析模型
2.2.3 激光熱源參數(shù)
2.2.4 材料參數(shù)選取
2.3 懸垂結(jié)構(gòu)有限元仿真結(jié)果分析
2.3.1 懸垂結(jié)構(gòu)成形過(guò)程模擬
2.3.2 仿真結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
3 自支撐懸垂結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量對(duì)傾角及局部尺寸的依賴關(guān)系研究
3.1 引言
3.2 結(jié)構(gòu)傾斜角度及幾何尺寸的影響
3.2.1 懸垂結(jié)構(gòu)傾斜角度對(duì)SLM成形質(zhì)量的影響
3.2.2 結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)制造成形質(zhì)量的影響
3.3 自支撐懸垂結(jié)構(gòu)成形依賴尺寸的許用傾角約束模型
3.3.1 依賴于幾何尺寸的許用傾角設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
4 基于SLM工藝的懸垂結(jié)構(gòu)自支撐工藝約束描述模型
4.1 引言
4.2 懸垂結(jié)構(gòu)成形的基本優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
4.2.1 添加支撐結(jié)構(gòu)
4.2.2 基本自支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法分析
4.3 基于SLM技術(shù)的新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)約束模型
4.3.1 新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)約束設(shè)計(jì)
4.3.2 算例分析
4.4 本章小結(jié)
5 基于拓?fù)鋬?yōu)化的新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)方法
5.1 引言
5.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法
5.2.1 基于SIMP法的拓?fù)鋬?yōu)化模型
5.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化方法求解算法
5.3 基于拓?fù)鋬?yōu)化的新型自支撐懸垂結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)方法
5.3.1 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
5.3.2 結(jié)構(gòu)自支撐成形設(shè)計(jì)
5.3.3 算例分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 總結(jié)
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號(hào):3021914
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