增材制造模型成型方向与支撑结构的研究与实现

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:sprinia
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印,其分层叠加的成型原理与传统减材制造方法有着重大差异。鉴于减材制造存在的弊端,如不适合单个工件生产、无法加工结构复杂的工件等,同时也伴随着社会各行各业个性化需求的增加,增材制造技术越来越受到人们的重视。增材制造技术省去了模具开发的过程,缩短了单个制件从设计到成型的整个周期,也突破了复杂结构对加工过程的限制。本文主要针对在增材制造成型过程中产生重要影响的成型方向以及支撑结构问题展开研究。成型方向会影响模型的表面质量、成型速度以及支撑量,但上述三个评价标准往往不能在同一成型方向下达到最优,所以模型成型方向的选择问题须同时考虑实际需求、模型特征等诸多因素,寻求满足要求的较优解。本文将上述三个成型方向评价标准量化为模型体积误差、成型时间以及支撑体体积,并建立相应的数学模型,最后运用MATLAB以及遗传算法对成型方向进行单目标优化求解,以验证数学模型的准确性。同一成型方向下,不同结构的支撑对成型过程产生的影响不同,尤其对成型速度影响较大。本文从兼顾支撑稳定性以及成型速度的角度出发对支撑结构进行研究,详细介绍了悬垂面、悬垂边、悬垂点的概念以及提取算法,重点对模型中大量存在的悬垂面进行研究。从支撑临界角的概念入手,提出了一种基于材料自支撑性的锥形支撑结构生成算法,对待支撑三角形面片依次生成锥形支撑,并对支撑体交叉的问题给出了解决方法。对算法中所涉及的基础支撑点、基础支撑体、支撑点可行域等新概念进行了详细阐述,并给出了详细的数学推导过程,最后通过实例验证了该算法的可行性。综合考虑表面质量、成型速度以及支撑量,运用NSGA-Ⅱ以及线性加权方法对成型方向进行多目标优化求解,并为优化程序编写了界面以方便用户使用。最后,运用本文所设计的支撑结构参与NSGA-Ⅱ的优化求解过程,运算结果表明,在成型方向的多目标优化问题中运用该支撑结构可实现支撑量因素的解耦。
其他文献
恒等变形是代数中一个很重要的内容,它的应用极为广泛.整式、分式、根式的运算,因式分解,指数式、对数式、三角式的运算等等都是恒等变形.而现行初中代数教材中没有突出恒等
以酚醛树脂基纳米孔玻态炭(NPGC)为电极,通过微分电容伏安曲线的测试,研究了水相体系电解液离子与多孔炭电极双电层电容的关系.结果表明,稀溶液中,多孔炭电极的微分电容曲线
通过对四旋翼无人机的飞行原理分析,建立了无人机的非线性动力学模型,对模型进行简化和线性化处理后,设计了PD控制器,经仿真验证,该控制器能够实现对四旋翼无人机的高度跟踪
虚报收入和利润被发现后,反而“净赚”190万元?日前,上市公司圣莱达的一波“神操作”引发了市场热烈讨论。$$根据圣莱达披露的退税公告显示,证监会认定该公司2015年度虚构影视版
报纸
自1980年以来,艾滋病(AIDS)已成为全球性的瘟疫,目前艾滋病病毒(HIV)感染人数已有3 800万人,其中2 500多万人在非洲,有超过2 100万人死于艾滋病.本文旨在通过对坦桑尼亚艾滋
为便于分析,通过等截面面积、等刚度换算,将圆形截面换算为矩形截面,并推导出刚度的计算公式。然后分别对桩径、混凝土强度和纵向受拉钢筋配筋率对桩体刚度的影响进行分析,为
在以家庭为核心的传统社会,养老是家庭的事;在社会日益深化的现代社会,养老是社会的事;养老从家庭走向社会是社会发展的基本要求和必然趋势。养老社会化有两个核心要义,一是赡养老
报纸
针对公民未经登记私自收养子女,导致已经被抚养的未成年人在落户、入学、继承等方面的合法权益无法得到有效保障的情况,在2004年已集中解决一次的基础上,2010年年初,北京市民
邓稼先离世已经多年了,但其家中的陈设一如既往。许鹿希老人将丈夫生前用过的用具都标上了年代、使用日期,连邓稼先坐过的沙发上的毛巾都没换过。有变化的,是屋里多了一尊邓稼先
报纸
目的建立骨筋丸胶囊的质量控制方法,为其质量标准提高提供依据。方法采用高效液相色谱法测定骨筋丸胶囊中的血竭素高氯酸盐含量。结果血竭素高氯酸盐在0.007 38μg~3.690 22