树状分叉节点的3D打印和力学性能研究

发布时间：2024-02-04 16:18

　　在树状结构中,节点是关乎整个建筑物安全的关键所在。铸钢节点由于整体铸造成形,不仅美观流畅,可实现各种复杂的建筑造型,而且可将节点与构件的焊接部位转移至节点区外,减少了残余应力,因此在工程实践中得到越来越广泛的应用。然而目前对铸钢分叉节点的研究进展缓慢,尤其是在制造工艺方面多年没有显著的进展,老式的传统铸造工艺已经延续了数十年之久,导致铸钢节点的精度较低、制造工期长、成本高、节能和环保效益低下,已明显难以满足工程实践的生产需求,因此发展一种新式的先进制造技术十分必要。3D打印技术作为战略性新兴产业得到了飞速的发展,已在航空、生物医学等领域得到了广泛的应用,近些年来3D打印技术在建筑生产领域的应用也引起了众多关注。本文探索应用3D打印技术代替传统的铸造工艺来生产众多复杂新式节点,采用3D打印技术中相对较为成熟的SLM工艺,利用正交分析方法对影响成型件致密度的主要工艺参数进行了优化研究,然后在最优工艺参数下打印制造了典型的树状三分叉节点缩尺模型,并进行了时效和固溶处理,最后进行了节点空间加载试验和有限元模拟,分析3D打印分叉节点的破坏过程和破坏机理。研究结果表明,在SLM工艺下利用316L不...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 树状铸钢分叉节点的简介和研究现状
        1.2.1 树状铸钢分叉节点的简介
        1.2.2 树状铸钢分叉节点的研究现状
    1.3 3D打印理论
    1.4 本文的主要研究内容
    1.5 本文的特色与创新之处
第二章 三分叉形节点的3D打印制造研究
    2.1 三分叉节点的金属3D打印制造
        2.1.1 金属3D打印的原理
        2.1.2 SLM技术的工艺参数优化
        2.1.3 316L不锈钢最优工艺参数下的材性试验研究
        2.1.4 SLM成型缺陷分析
        2.1.5 树状分叉节点的建模
        2.1.6 树状三分叉节点的SLM成型
    2.2 三分叉节点的非金属3D打印
    2.3 讨论
    2.4 本章小结
第三章 树状三分叉节点的受力性能研究
    3.1 试验研究
        3.1.1 试验方案与测点布置
        3.1.2 试验结果与分析
    3.2 数值模拟分析
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 破坏过程与塑性区的发展
        3.2.3 试件破坏机理
    3.3 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况



本文编号：3895502