基于ANSYS模拟的熔融沉积快速成型精度研究

发布时间：2017-04-02 08:20

  本文关键词：基于ANSYS模拟的熔融沉积快速成型精度研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的发展和科学技术的需求,现代制造业逐渐涉及到每一个行业，人们的衣食住行也慢慢的离开不了现代制造行业。现在的人们对于产品质量要求，个性化需求以及生产周期长短等问题要求更加严格，这也就随之带来了各行各业对产品生产和销售的竞争日趋激烈。如何能够在保证质量的同时缩短生产周期？快速成型技术很好的解决了这一问题。因为快速成型产品设计周期短，产品质量有保证，并且在此基础上并根据客户的个人需求提供有一定的个性化需求，最终形成令人印象深刻的产品。 在现在这样日新月异，高速发展的社会背景下，各行各业都想对制造业进行巨大的改革和突破，所以促进快速成型技术的形成和发展成为时下重中之重，快速成型技术也成为目前我们主要研究的课题。熔融沉积快速成型技术是目前在所有成型技术中运用最为广泛，而且发展最快的一种成型技术，这种技术以自身的方便快捷，操作容易等优点被各行业所青睐。目前，熔融沉积快速成型技术已成为研究热点，已经运用到相关领域。 本文主要研究工作如下： 1.介绍快速成型技术的原理、工艺过程等特点,同时介绍了各成型工艺分类及目前快速成型技术的发展现状和趋势。熔融沉积作为本论文的主要研究内容，全面介绍了整个熔融沉积成型过程中成型系统、加工材料、成型工艺参数等各因素对成型精度精度的影响,对其目前的研究现状做出了总结并提出本文的观点。 2.通过对熔融沉积扫描原理以及过程的理论分析,分析材料堆积变形过程可能会引起的误差原因，并根据各项因素建立了熔融沉积工件翘曲变形的理论模型；全面介绍了用有限元软件ANSYS模拟实际扫描过程中的热源移动以及过程中的温度场和应力场。 3.运用ANSYS的强大分析功能，对熔融沉积过程中的模型进行不同扫描速度模拟，分析熔融沉积成型过程中常用的扫描速度，得到在不同扫描速度条件下应力变化的情况以及工件变形情况，，提出最优数据组合。 4.利用正交试验对熔融沉积成型的因素进行分析，并对熔融沉积成型扫描速度数值模拟研究的结果进行验证，得出最小翘曲变化量的参数最优组合。
【关键词】：熔融沉积快速成型 有限元分析 热源移动 扫描速度 正交试验
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 引言9-19
• 1.1 快速成型技术概述9-12
• 1.1.1 快速成型9-10
• 1.1.2 快速成型技术的特点10-11
• 1.1.3 快速成型工艺过程11-12
• 1.2 熔融沉积快速成型技术12-14
• 1.2.1 熔融沉积成型技术概述12-14
• 1.3 快速成型研究现状14-15
• 1.3.1 国内对快速成型的研究现状14
• 1.3.2 国外对快速成型的研究现状14-15
• 1.4 本课题研究的内容，目的和意义15-16
• 1.4.1 课题的研究内容15
• 1.4.2 课题的研究目的和意义15-16
• 1.5 影响熔融沉积工艺精度的因素16-18
• 1.5.1 材料性能的导致的误差16
• 1.5.2 喷头温度导致的误差16
• 1.5.3 喷头挤出速度导致的影响16-17
• 1.5.4 驱动方式导致的误差17
• 1.5.5 成型丝宽的影响17-18
• 1.5.6 分层时间的影响18
• 1.6 本章总结18-19
• 第二章 熔融沉积过程中有限元模型的建立19-29
• 2.1 ANSYS 软件介绍19-20
• 2.2 高斯热源移动技术简介20-21
• 2.2.1 高斯热源理论分析20-21
• 2.2.2 高斯函数分布的热源模型21
• 2.3 “生死单元”技术简介21-22
• 2.4 熔融沉积成型翘曲变形以及应力集中22-26
• 2.4.1 翘曲变形的成因以及集中应力的体现22-23
• 2.4.2 变形过程分析23-24
• 2.4.3 翘曲变形量的计算24-26
• 2.5 熔融堆积快速成型温度场的模拟26-28
• 2.5.1 单元类型的选取26
• 2.5.2 热分析26-27
• 2.5.3 相变潜热的处理27-28
• 2.6 本章总结28-29
• 第三章 扫描速度对熔融沉积精度影响的有限元分析29-42
• 3.1 有限元模型的建立29-30
• 3.2 有限元的过程分析与求解30-31
• 3.3 扫描速度结果与分析讨论31-38
• 3.3.1 温度分布分析31-33
• 3.3.2 应力分布分析33-34
• 3.3.3 不同速度对集中应力的影响34-38
• 3.4 不同速度对于变形的影响38-40
• 3.4.1 扫描后的工件变形情况38-39
• 3.4.2 不同速度下的工件翘曲量39-40
• 3.5 本章总结40-42
• 第四章 扫描速度对熔融沉积精度影响的实验分析42-52
• 4.1 试验设计42-44
• 4.1.1 试验设备以及条件42
• 4.1.2 试验方法42-43
• 4.1.3 试验设计43-44
• 4.2 基于正交试验的参数优化与分析44-47
• 4.2.1 正交试验以及结果分析44-47
• 4.3 方差分析47-50
• 4.3.1 方差定义47
• 4.3.2 SPSS 软件介绍47-48
• 4.3.3 数据比较48-50
• 4.4 本章总结50-52
• 结论52-53
• 参考文献53-57
• 附录 A APDL 循环语句57-60
• 在学研究成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱季平;;快速成型技术在现代制造业中的应用研究[J];装备制造技术;2011年08期

2 陈葆娟;梁延德;何福本;;熔融沉积成形试件翘曲成因的分析与优化[J];电加工与模具;2012年04期

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5 李永庆;史廷春;;FDM成型机原型精度控制[J];机床与液压;2010年23期

6 夏鹏;王丞;马明亮;;快速成型技术应用现状及发展趋势[J];九江学院学报;2008年03期

7 任

本文编号：282183