FDM快速成型机温度场及应力场的数值模拟仿真

发布时间：2016-12-01 13:22

  本文关键词：FDM快速成型机温度场及应力场的数值模拟仿真，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工业大学》 2014年

FDM快速成型机温度场及应力场的数值模拟仿真

高金岭  

【摘要】：熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling，FDM)是快速成型工艺的一种。它借助于计算机得到三维模型的切片数据，实际加工过程中按照切片数据加工出每一层的实体，层与层之间逐渐堆积形成三维几何实体。由于该工艺与3D打印快速成型具有相似之处，因此行业内也把其称为3D打印，把利用该工艺制作而成的设备也称为3D打印机。随着3D打印机在科研、医疗、教学乃至建筑领域的广泛应用，让我们看到了对其相关技术的研究所具有的美好前景和巨大的社会价值。 由于加工的整个过程是在热场的作用下进行的，涉及到热源、加热、传热、散热等技术，因此除机械精度外热场对成型件质量的好坏起主导作用。本论文借助ANSYS有限元分析软件来分析热场对成型件所造成的影响。主要的研究内容有： (1)建立成型过程中相关的热源模型，主要有打印头和加热底板。打印头以移动热源的形式作用在成型件上，利用高斯热源模型进行建模。而加热底板作为边界条件以恒定温度对模型进行加载； (2)借助ANSYS参数化设计语言(APDL)编写温度场仿真程序，应用生死单元技术仿真加工过程，完成对成型件温度场的数值模拟； (3)进行成型件应力场的数值模拟，把温度场的模拟结果数据作为载荷加载到成型件上，，得到成型件的应力场分布。最终得出成型件的变形数据； (4)进行工艺试验验证，验证仿真的合理性。最后在工艺试验和仿真结果的基础上提出了改善工艺的措施，旨在提高成型件质量，扩大该工艺的应用领域。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP334.8
【目录】：

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