基于HIPS材料3D打印件力学性能分析及应用
发布时间：2021-02-04 05:45
增材制造技术是近几年来被广泛关注的一种新型的成型制造技术,国内外众多的科研机构都在聚焦增材制造技术的研究。相较于传统的制造方式,增材制造技术具有无需开发设计模具且生产加工灵活性强的特点,所以它更加适合于制造生产周期短,需要验证造型的零件。在众多的增材制造技术中,熔融沉积制造（FDM）技术因为其材料方便易得,机器操作简便,零件成型效果好的特点被应用和研究的最为广泛。目前,对于熔融沉积制造技术研究主要涵盖零件成型期间的变形,零件成型参数的选取,零件力学性能的研究和零件本构模型的仿真分析。在众多的研究分析中,针对于熔融沉积制造技术的分析研究主要是理论方面和试验方面。因为通过熔融沉积制造技术制造生产的零件的性能并不稳定且打印试件的质量会有波动,故针对于熔融沉积制造技术与实际的生产应用相结合地研究比较少。为了弥补这一方面的研究内容,本文基于熔融沉积制造技术对HIPS材料进行研究,通过力学性能试验和数据处理选择出最好的力学性能打印参数,并将得到的参数同汽车的进气歧管相结合,设计出满足汽车相关使用工况的汽车进气歧管模型,并通过流体仿真进行数据分析。首先选择打印方向,片层厚度和光栅间隔为加工工艺参数,...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 汽车行业3D打印技术的研究与应用现状
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 本文研究内容
2 相关理论介绍
2.1 正交试验设计方法
2.1.1 正交试验设计方法介绍
2.1.2 正交试验设计分析方法
2.2 流体力学的基础理论
2.2.1 质量守恒方程
2.2.2 动量守恒方程
2.2.3 能量守恒方程
2.3 流体力学的湍流模型
2.3.1 湍流模型数值模拟的分类
2.3.2 标准k-ε两方程模式模型
2.4 本章小结
3 HIPS材料试件制备过程研究
3.1 3D打印试件制备过程
3.1.1 打印参数选择
3.1.2 打印试件三维模型
3.1.3 打印机相关设定及实体试件
3.2 热压成型试件制备过程
3.2.1 模具的设计加工
3.2.2 热压成型试件制备
3.3 本章小结
4 FDM打印试件和热压成型试件基本力学性能测试及比较分析
4.1 FDM打印试件基本力学性能测试及比较
4.1.1 拉伸试验
4.1.2 压缩试验
4.1.3 三点弯曲试验
4.1.4 试验结果分析与讨论
4.1.5 基于灰色关联分析法FDM打印件力学性能多目标优化问题研究
4.1.6 基于灰色关联分析法的打印件力学性能多目标优化模型
4.1.7 试验数据提取
4.2 热压成型试件与FDM打印件力学性能对比分析
4.2.1热压试件拉伸实验
4.2.2 热压成型件与打印件拉伸强度分析与对比
4.3 本章小结
5 汽车进气歧管三维模型建立与内壁承压仿真分析
5.1 三维模型的建立
5.2 网格模型的建立
5.3 设立边界条件和收敛方法
5.4 CFD结果模拟与分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印技术及其在公路桥梁中的应用探讨[J]. 何凡,李丙涛,付佰勇. 公路. 2019(02)
[2]3D打印技术在复杂胫骨平台骨折手术中的应用研究[J]. 周明,丁文斌,刘全,金绍林,江建平,白鹏程. 骨科. 2019(01)
[3]3D打印技术在骨科中的应用研究进展[J]. 越雷,孙浩林,李淳德. 山东医药. 2019(02)
[4]2023年全球3D打印材料市场年增长率将达到22.8%[J]. 乔羽. 广东印刷. 2018(04)
[5]3D打印技术在食品中的应用进展[J]. 杜姗姗,周爱军,陈洪,董绪燕,魏芳,吕昕. 中国农业科技导报. 2018(03)
[6]3D打印技术在汽车制造与维修领域应用研究[J]. 曾庆吉. 内燃机与配件. 2018(03)
[7]FDM工艺零件翘曲变形分析及实验研究[J]. 张捷,顾海,李彬,袁祖强,姜杰. 制造业自动化. 2017(08)
[8]福特3D打印制作大型汽车部件[J]. 李忠东. 汽车与配件. 2017(11)
[9]3D打印在汽车制造中的应用[J]. 崔厚学,高方勇,魏青松. 世界制造技术与装备市场. 2017(02)
[10]福特汽车尝试采用3D打印技术 制作大型汽车零部件,满足客户对于产品轻量和定制化需求[J]. 俞庆华. 汽车零部件. 2017(03)
硕士论文
[1]基于TOPSIS-灰色关联分析法的S证券公司绩效评价研究[D]. 陈磊.南京理工大学 2018
[2]3D打印技术在航空制造中的应用研究[D]. 沈响.长安大学 2017
[3]基于FDM的ABS类3D打印材料的研究[D]. 方禄辉.华南理工大学 2016
[4]熔融沉积成型零件精度及机械性能研究[D]. 李生鹏.中国矿业大学 2015
[5]中国3D打印产业的战略定位与发展[D]. 苏功鹤.天津大学 2014
[6]柴油发动机塑料进气歧管设计研究[D]. 王龙.天津大学 2009
本文编号：3017829
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 汽车行业3D打印技术的研究与应用现状
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 本文研究内容
2 相关理论介绍
2.1 正交试验设计方法
2.1.1 正交试验设计方法介绍
2.1.2 正交试验设计分析方法
2.2 流体力学的基础理论
2.2.1 质量守恒方程
2.2.2 动量守恒方程
2.2.3 能量守恒方程
2.3 流体力学的湍流模型
2.3.1 湍流模型数值模拟的分类
2.3.2 标准k-ε两方程模式模型
2.4 本章小结
3 HIPS材料试件制备过程研究
3.1 3D打印试件制备过程
3.1.1 打印参数选择
3.1.2 打印试件三维模型
3.1.3 打印机相关设定及实体试件
3.2 热压成型试件制备过程
3.2.1 模具的设计加工
3.2.2 热压成型试件制备
3.3 本章小结
4 FDM打印试件和热压成型试件基本力学性能测试及比较分析
4.1 FDM打印试件基本力学性能测试及比较
4.1.1 拉伸试验
4.1.2 压缩试验
4.1.3 三点弯曲试验
4.1.4 试验结果分析与讨论
4.1.5 基于灰色关联分析法FDM打印件力学性能多目标优化问题研究
4.1.6 基于灰色关联分析法的打印件力学性能多目标优化模型
4.1.7 试验数据提取
4.2 热压成型试件与FDM打印件力学性能对比分析
4.2.1热压试件拉伸实验
4.2.2 热压成型件与打印件拉伸强度分析与对比
4.3 本章小结
5 汽车进气歧管三维模型建立与内壁承压仿真分析
5.1 三维模型的建立
5.2 网格模型的建立
5.3 设立边界条件和收敛方法
5.4 CFD结果模拟与分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印技术及其在公路桥梁中的应用探讨[J]. 何凡,李丙涛,付佰勇. 公路. 2019(02)
[2]3D打印技术在复杂胫骨平台骨折手术中的应用研究[J]. 周明,丁文斌,刘全,金绍林,江建平,白鹏程. 骨科. 2019(01)
[3]3D打印技术在骨科中的应用研究进展[J]. 越雷,孙浩林,李淳德. 山东医药. 2019(02)
[4]2023年全球3D打印材料市场年增长率将达到22.8%[J]. 乔羽. 广东印刷. 2018(04)
[5]3D打印技术在食品中的应用进展[J]. 杜姗姗,周爱军,陈洪,董绪燕,魏芳,吕昕. 中国农业科技导报. 2018(03)
[6]3D打印技术在汽车制造与维修领域应用研究[J]. 曾庆吉. 内燃机与配件. 2018(03)
[7]FDM工艺零件翘曲变形分析及实验研究[J]. 张捷,顾海,李彬,袁祖强,姜杰. 制造业自动化. 2017(08)
[8]福特3D打印制作大型汽车部件[J]. 李忠东. 汽车与配件. 2017(11)
[9]3D打印在汽车制造中的应用[J]. 崔厚学,高方勇,魏青松. 世界制造技术与装备市场. 2017(02)
[10]福特汽车尝试采用3D打印技术 制作大型汽车零部件,满足客户对于产品轻量和定制化需求[J]. 俞庆华. 汽车零部件. 2017(03)
硕士论文
[1]基于TOPSIS-灰色关联分析法的S证券公司绩效评价研究[D]. 陈磊.南京理工大学 2018
[2]3D打印技术在航空制造中的应用研究[D]. 沈响.长安大学 2017
[3]基于FDM的ABS类3D打印材料的研究[D]. 方禄辉.华南理工大学 2016
[4]熔融沉积成型零件精度及机械性能研究[D]. 李生鹏.中国矿业大学 2015
[5]中国3D打印产业的战略定位与发展[D]. 苏功鹤.天津大学 2014
[6]柴油发动机塑料进气歧管设计研究[D]. 王龙.天津大学 2009
本文编号：3017829
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