【摘要】：選區(qū)激光熔化(SLM,Seletive laser melting)成型技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的一種增材制造技術(shù),正被廣泛應(yīng)用于航空宇航、生物醫(yī)療等制造領(lǐng)域。SLM制造過程中零件經(jīng)常出現(xiàn)翹曲變形和塌陷,這與零件支撐的添加相關(guān)。零件成型后支撐從零件表面剝除會(huì)影響零件的表面質(zhì)量;同時(shí)支撐成型消耗多余的材料會(huì)影響SLM打印效率。因此,有必要對SLM成型零件的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。本文主要從支撐結(jié)構(gòu)方向、支撐與零件接觸位置的分布和支撐結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)三個(gè)方面來研究支撐結(jié)構(gòu)。本文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性工作如下:(1)研究支撐結(jié)構(gòu)方向?qū)α慵尚偷挠绊�。本文運(yùn)用有限元仿真的方法分別模擬支撐結(jié)構(gòu)方向?yàn)殇J角、鈍角和直角時(shí)支撐與零件接觸位置受到零件熱應(yīng)力的位移情況。仿真結(jié)果表明:當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)方向?yàn)殁g角時(shí)支撐結(jié)構(gòu)可以抑制零件發(fā)生翹曲變形。(2)研究支撐結(jié)構(gòu)與零件位置的分布對選區(qū)激光熔化零件成型過程中成型首層溫度場和應(yīng)力場的影響。首先,通過ANSYS軟件數(shù)值分析等間隔支撐結(jié)構(gòu)模型和非等間隔支撐模型成型首層的瞬時(shí)溫度場。其次,把溫度場的節(jié)點(diǎn)溫度作為載荷加載求解模型應(yīng)力場,最后通過比較兩者的應(yīng)力場和熱變形量來確定那種支撐結(jié)構(gòu)分布可以更好的抑制零件的翹曲變形。(3)對壁板支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化求解計(jì)算。根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化求解結(jié)果對壁板作可制造化設(shè)計(jì),拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)后的壁板支撐結(jié)構(gòu)組成網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu)與零件的接觸位置跟等間隔支撐柱狀結(jié)構(gòu)模型相同。通過比較兩者的溫度場云圖、等效應(yīng)力場云圖和熱變形云圖來驗(yàn)證拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)后的網(wǎng)狀狀支撐結(jié)構(gòu)更有利于抑制零件發(fā)生翹曲變形。
【圖文】：

SLM成型設(shè)備組成部分及工作原理圖

影響因素的相關(guān)性和優(yōu)先級矩陣[29]
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V260.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2655096