發(fā)布時間：2016-11-27 12:05

  本文關(guān)鍵詞：基于PLA絲材的FDM試件機(jī)械性能分析及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學(xué)》 2015年

基于PLA絲材的FDM試件機(jī)械性能分析及優(yōu)化

汪紹興  

【摘要】：熔融沉積成型工藝(Fused Deposition Modeling)是快速成型制造領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的一類技術(shù),在工程零部件及醫(yī)療器械的生產(chǎn)方面發(fā)揮著重要的作用。FDM工藝的成型精度一直是此項技術(shù)的研究熱點,而成型件機(jī)械性能的研究相對較少。隨著新型材料的不斷出現(xiàn),以及工程實際的使用要求不斷增多,更多的用戶開始關(guān)注成型件的機(jī)械性能。改善成型件的粘結(jié)強(qiáng)度,提高其機(jī)械性能,成為熔融沉積成型工藝,乃至快速成型領(lǐng)域的研究重點。本文首先從微觀層面入手,結(jié)合新型聚乳酸(PLA)材料的固有特性,對液晶態(tài)高分子聚合物絲材的粘結(jié)機(jī)理進(jìn)行了闡述,并根據(jù)熱焊接原理推導(dǎo)出絲材粘結(jié)強(qiáng)度的理論模型以及單片固化層的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系公式,為后續(xù)的成型件機(jī)械性能的分析研究提供有益的理論依據(jù)。根據(jù)成型方向,成型溫度,分層厚度,輪廓寬度,填充線寬,以及填充速度等工藝影響因素的不同,設(shè)置三組實驗參數(shù),加工135個試件。通過顯微圖像觀測與拉伸試驗相結(jié)合的方法,分別對試件的抗拉極限強(qiáng)度、楊氏模量以及拉伸應(yīng)變進(jìn)行分析和比較,得出了影響成型件機(jī)械性能的本質(zhì)原因,同時為PLA材料在快速成型領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有效的數(shù)據(jù)參考。分析試驗結(jié)果后得出,在XZY成型方向,當(dāng)成型溫度為210℃時試件的機(jī)械性能優(yōu)于其他參數(shù)下的成型試件,但上述工藝參數(shù)對機(jī)械性能的具體影響程度仍有待分析。為了進(jìn)一步分析分層厚度,輪廓寬度,填充線寬,以及填充速度對機(jī)械性能的影響程度,對上述四個參數(shù)進(jìn)行了多指標(biāo)綜合優(yōu)化。根據(jù)正交實驗法設(shè)計九組拉伸試驗,將抗拉極限強(qiáng)度、楊氏模量及拉伸應(yīng)變的提高量作為綜合優(yōu)化目標(biāo)。通過對試驗結(jié)果進(jìn)行灰關(guān)聯(lián)分析,得到了綜合工藝指標(biāo)影響參數(shù)的主次順序,以及多目標(biāo)最佳工藝參數(shù)的優(yōu)化組合方案；此外,利用Fuzzy模糊推理法對結(jié)果數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析,比較分析結(jié)果,得出了兩種分析方法的主要區(qū)別。最后通過驗證試驗,證明利用模糊推理法得出的結(jié)果更具實用性和有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ315
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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4 汪紹興;基于PLA絲材的FDM試件機(jī)械性能分析及優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2015年

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