FDM成型机成型平台温度研究及优化

通过利用ANSYS模拟仿真软件对熔融沉积成型件进行热分析及成型实验,研究FDM成型机成型平台温度对成型件层间保温作用及精度的影响,得出最佳成型平台保温温度。对现有成型平台类型进行分析,并提出存在的问题,设计出了一种使成型件在成型过程中底部保温效果更好及效率更高的成型平台。针对这两种成型平台进行ANSYS仿真软件温度场模拟,并对两种保温成型平台进行成型对比实验,通过三坐标测量仪对成型件进行测量,并进行测量结果分析。通过对比实验验证优化后的成型件成型质量明显优于优化前成型件。     

镗铣加工中心主轴箱热特性仿真及试验研究

对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果,进行了热-结构耦合分析得到主轴箱热变形。通过主轴箱温度测试实验对温度场模拟结果进行了验证,并对实验与仿真结果的误差进行了分析。研究结果为建立热特性分析模型以及热误差的补偿提供参考。     

基于稳健设计的FDM成型件尺寸精度的优化分析

本文主要对FDM熔融堆积成型中成型件的尺寸精度进行研究。根据成型工艺过程,在众多影响因素中选择主要因素,采用稳健设计方法设计实验参数,以寻求保证成型件尺寸精度的最优组合参数,并为后期设备及工艺参数的优化提供依据。     

基于热-机耦合有限元法预测构架侧梁焊接变形

准确地数值模拟焊接构架侧梁在其生产过程中产生的焊接变形规律,是有效地控制焊接变形和减少焊后矫形工作的关键。本文基于热-机耦合热弹性有限元方法,采用Marc软件,创建了焊接构架侧梁有限元模型,并采用分段串热源进行焊接热源模拟,得出了侧梁在垂向弯曲、水平弯曲和纵向收缩变形的规律,最后利用合理的实验方法给出侧梁实际变形结果。研究表明:数值模拟计算与实验结果十分吻合,从而证明了此方法对其进行焊接变形预测的有效性。     

熔融沉积技术中成型环境温度对质量精度的影响研究

熔融沉积快速成型技术是当代先进的制造技术之一,针对其成型件的成型精度问题,在分析成型工艺参数的基础上研究了成型环境温度对快速成型技术质量精度的影响。通过建立模型及网格划分进行有限元分析,合理地描述出熔融沉积快速成型过程,分析模拟结果并且对比在不同成型环境温度下的成型件的应力分布。实验模拟结果表明:在成型过程中选择合理的成型环境温度可以有效降低成型件的翘曲变形和受力情况,而且成型环境温度因素可以导致试件在结构较为复杂的部位出现应力集中现象。     

热塑性预浸带成型加热热源研究

加热热源会显著影响热塑性预浸带缠绕的层间黏结性能.本文介绍了几种国内外常用的塑性预浸带的加热热源,对不同加热热源特点及影响参数进行了对比分析,为热缠绕技术中加热热源的选择提供指导.     

压气机叶片MPAW堆焊的热源参数模拟仿真

以航空发动机的镍基高温合金压气机叶片为研究对象,采用移动热源,通过COMSOL仿真软件对焊接修复过程中的热源输入参数进行模拟仿真,研究镍基合金叶片在焊接修复过程中需要的功率大小,优化焊接修复工作中的初始设定参数。并且利用MPAW焊接实验平台对仿真数据进行堆焊实验,对修复的叶片增材制造部分进行分析,并进行横向对比,根据实验结果优化焊接的热源功率参数。结果表明,仿真分析和实验有较好的预期结果,仿真分析与实验可以优化热源参数设定,证明利用COMSOL软件模拟对镍基合金使用MPAW焊接修复的热源参数的设置有较好的指导意义。     

相变薄膜热物性对电子设备热控的影响

相变热控技术是被动热控的重要方法之一。文中对利用柔性相变薄膜材料进行电子设备热控进行了实验研究和数值模拟,获得了相变材料热物性参数和结构参数对热控性能的影响规律。研究结果表明,相变材料的比热容和相变潜热对热控性能的影响较小,材料的热导率、厚度以及来自芯片的热流密度和热源面积因子对热控有较大影响;当系统达到热平衡时,热源中心温度与相变材料热导率、厚度以及热源面积因子成负相关,与热流密度成正相关。     

工艺参数对SLM激光快速成型件表面粗糙度的影响

主要研究SLM激光快速成型过程中各工艺参数对成型件表面粗糙度的影响.影响成型件表面粗糙度的工艺参数主要有激光功率、扫描速度、搭接率、切片层厚和倾斜角度.采用正交实验方法,研究激光功率、扫描速度、搭接率三个工艺参数对快速成型件水平面表面粗糙度的影响规律、倾斜角度对斜面表面粗糙度的影响以及切片层厚对零件的垂直面的表面粗糙度影响.实验结果表明:搭接率是影响水平面表面粗糙度的最主要的因素,当其它参数相同,搭接率为30%时,表面粗糙度值最小;倾斜角度越大,表面粗糙度值越小;切片层厚越小,表面粗糙度值越小.     

选择性激光烧结3D打印参数对成型精度影响研究

选择性激光烧结的成型过程中,零件的成型性能主要受激光功率、扫描速度、扫描间距与激光能量密度等多种因素的影响。采用实验方法研究了PS粉选择性激光烧结工艺,通过测量烧结件的尺寸精度,得出不同影响因素对烧结件成型精度影响的变化规律。通过实验结果发现,激光功率、扫描速度、扫描间距分别通过改变激光能量密度影响成型精度,并得到成型件精度与激光能量密度的变化规律,同时选出最佳的加工参数与加工方式,指导实际生产。     

挖掘机动臂板焊接温度场模拟及影响因素分析

利用有限元方法对挖掘机动臂平板对接焊温度场进行了分析,采用Goldak椭球热源模型,应用DFLUX子程序定义热源模型的位置、大小、热输入以及焊接速度等参数来模拟瞬态温度场的分布及其变化,在此基础上通过改变焊接热输入、热源模型参数和焊接速度来分析其对温度场分布的影响规律.研究结果表明,由于焊接热源具有集中移动的特点,焊接热源模型参数以及焊接速度对焊缝区和热影响区的温度分布影响比较明显,热输入的变化与最高温度的变化大致呈线性关系.运用有限元法,选取Goldak椭球热源模型通过DFLUX子程序可有效进行挖掘机动臂平板焊接的数值模拟.     

热源模型参数对管道焊接的影响研究

基于热弹塑性有限元法,采用轴对称模型对管道焊接工艺进行模拟分析,探讨了热源模型参数分别在固定温度峰值和线能量条件下对焊接残余应力的影响,并对固定温度峰值条件下的焊缝熔融区和热影响区尺寸与热源模型参数的关系进行了分析。结果表明：保持一定温度峰值条件下,设定不同热源模型参数,残余应力值变化显著;采用固定线能量的方法进行焊接模拟时,焊接残余应力对热源模型参数的改变不敏感;在材料属性、模型一定的条件下,热影响区尺寸的改变量与热源模型参数设定值存在一定的关系,但是两者并不相等。     

基于FEA的高速龙门加工中心横梁部件的热态特性分析与优化

针对高速龙门五轴加工中心横梁部件的热力学性能分析,考虑到相关热源部件的生热速率与结合面参数对热态特性的影响,利用有限元分析(FEA)方法中的热力学性能分析和热力学结构耦合模块,建立了横梁部件的热力学耦合模型。分析了影响横梁部件热变形的主要构件和相应的温度场分布,进行了结构优化。实验测试数据的结果分析验证了所建立的耦合模型的有效性。通过热补偿试验,证明了横梁部件热结构优化的正确性。     

熔融沉积快速成型技术中扫描填充速度的模拟与实验研究

基于熔融沉积快速成型试件在成型后的质量精度问题,主要以扫描填充速度为研究点,通过软件模拟与试件具体的成型实验探究了扫描填充速度大小对试件成型质量的影响。在软件模拟中运用高斯热源模型,攻克了喷头热源处理不恰当和扫描填充速度难以模拟的难题,研究分析后发现不同扫描填充速度对成型试件的力学性能有影响。在具体成型实验中,通过成型出在不同扫描填充速度下所成型的试件后,再依次进行关于试件数据的测量。模拟结果与成型实验最终表明:在熔融沉积成型制造时选择适当的扫描填充速度可以有效减小成型件的应力和成型后的残余应力,并有助于使成型产品获得较高的质量精度。     

基于FDM的聚乳酸快速成型参数实验研究

针对聚乳酸材料熔融沉积成型过程中成型件的翘曲问题,首先分析翘曲产生的过程及其机理,通过实验定量分析喷头温度T1、热床温度T2及成型速度V对翘曲变形的影响程度;实验结果表明:当T1=220℃,T2=64℃,V=45mm/s时,成型件的翘曲最小,有效提高成型件的几何精度。     

表面镀Si-DLC膜微机电器件弹塑性接触及摩擦热有限元分析

微摩擦热实验比较复杂,现有实验条件还难以对其进行较为深入的研究。采用有限元数值方法模拟硅材料微机电器件表面镀Si-DLC膜前后的弹塑性接触及摩擦热分布的性能。用Ansys10.0建立弹塑性接触和摩擦热分析的有限元几何模型,分析弹性阶段和弹塑性阶段各参数与接触性能之间的规律、摩擦热及热耦合应力的分布规律。研究结果表明:硅表面镀上一层Si-DLC膜后,其抵抗外力变形能力和抗磨性得到很大的提高,而且摩擦热引起的升温和热耦合应力大大降低。     

高效率磨削时的热损伤

<正> 本文首先介绍了Jaeger 的移动热源热模型图,切断磨削热模型图和蠕动进给磨削热模型图。在此基础上论述了高效率成型磨削时的热源分布与热传导情况。由于磨削时的热损伤引起工件的表层变色,而金属表面层的变色与加热温度有直接关系,并影响到工件材料的性能,故本文通过试验观测到工件热损伤时的变色情况,得出了各种因素对工件热损伤时的影响,然后应用热模型图的热源分布与热传导原理对试验结果进行了分析。     

超高速磨削电主轴磁热耦合分析

磨削电主轴高速运行时内置电机温升较大,对其工作性能将产生严重影响。以超高速磨削电主轴为研究对象,采用双向耦合方法进行电主轴电机磁热分析。分别建立电主轴电磁场与温度场的有限元分析模型,对电主轴散热边界条件和材料的温度特性进行计算。将电磁场分析得到的电磁损耗导入到温度场中计算温度场分布,根据温度场改变电磁场材料属性参数以更新电磁损耗,实现电磁场与温度场的磁热双向耦合分析。通过绕组端部的温升实验结果与仿真结果对比分析可以得出,采用磁热双向耦合的分析方法,可以提高磨削电主轴温度场分析的准确性。     

6061铝合金T型接头热力耦合模拟及试验验证

基于Sysweld仿真软件,采用双椭球热源分布模型,对6061铝合金T型接头焊接过程进行热力耦合数值模拟仿真。对焊接过程温度云图及焊件整体形变进行分析,并通过试验验证模拟结果的正确性。结果表明:熔池金属在焊缝边缘且体积较小,加热面积小、功率密度大,对周围金属的热影响较小,位移误差最大处2.64 mm,焊接应力在夹具处最大,焊缝处应力约70 MPa,热源选择误差不大,焊缝成形良好,波纹细密,焊缝区枝晶细小且薄,熔合区宽度窄,热影响区有少许第二相析出,低熔点共晶引起的晶界粗化不明显,焊缝区显微硬度接近母材,试验参数可信,可以为后续实验提供指导。     

热源形貌对超精密磨削热模型影响的研究

在新建立的热模型基础上研究了超精密磨削过程中磨削热对工件的影响,并得到静态下的热源分布.利用多个热源模型模拟不同的超精密磨削条件,分析了热源参数对温度分布的影响,这一新型的热源模型及分析结果很重要,保证了超精密磨削工件的表面质量.