隨著增材制造技術(shù)的快速發(fā)展,設(shè)計過程不再受制造的約束,可以設(shè)計更多具有優(yōu)良力學(xué)性能或是具有特殊功能的零部件。晶格是一類具有諸多優(yōu)良力學(xué)特性的結(jié)構(gòu),具有輕質(zhì)、高比強和多功能等特點,成為增材制造設(shè)計研究的熱點。本文面向增材制造的晶格點陣微結(jié)構(gòu)力學(xué)性能驅(qū)動的建模方法及質(zhì)量檢測技術(shù)進行了研究,主要的研究內(nèi)容如下:（1）針對增材制件高硬度與高韌性不可共存的問題,提出了多級晶格力學(xué)性能建模方法。建立了單級和多級晶格力學(xué)分析模型,使用水平集方法實現(xiàn)梯度建模并解決了晶格間的連接問題,利用有限元應(yīng)力云圖驅(qū)動晶格孔隙率變化以實現(xiàn)力學(xué)性能調(diào)控,最后將該方法運用于生物模型的制作,并驗證了模型的有效性。（2）針對增材制造復(fù)雜點陣鏤空結(jié)構(gòu)特征幾何尺寸提取困難和穩(wěn)定性不足等問題,提出了一種基于三維骨架特征線識別的點陣幾何尺寸快速檢測方法,具有較強的抗噪聲能力和優(yōu)良的魯棒性。算法與高精度設(shè)備對晶格尺寸測量結(jié)果相似度約為90%,具有較高的測量準(zhǔn)確度。（3）針對晶格點陣微結(jié)構(gòu)內(nèi)部桿件表面粗糙度無法測量的問題,提出基于MicroCT影像切片輪廓的增材制造晶格點陣微結(jié)構(gòu)表面粗糙度檢測技術(shù),結(jié)合Harris角點檢測技術(shù)將晶格上... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

骨頭與竹子的多級結(jié)構(gòu)示意圖

（d）某類型葉片 （e）渦輪靜葉片 （f）發(fā)動機內(nèi)艙圖 1. 2 航空金屬增材制件的應(yīng)用元具有易設(shè)計性，且輕質(zhì)高強，研究發(fā)現(xiàn)晶格結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)負(fù)泊多特性[8-11]，得到了軍方的重視，但目前也只有少量的非承力部件撲功能結(jié)構(gòu)，主要原因就是對增材制造結(jié)構(gòu)的性能、尺寸缺乏標(biāo)。特別是隨著點陣結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越多，增材制造的點陣結(jié)構(gòu)日求也越來越高。如圖 1.3 為晶格點陣結(jié)構(gòu)構(gòu)建的航空航天零部件復(fù)雜點陣鏤空結(jié)構(gòu)制件的性能符合要求，并對復(fù)雜點陣鏤空結(jié)構(gòu)需對其尺寸參數(shù)以及表面特征進行定量檢測。a）導(dǎo)彈尾噴晶格隔熱件 （b）超輕剛性點陣結(jié)構(gòu)連接件

生微結(jié)構(gòu)建模技術(shù)研究現(xiàn)狀年，隨著計算機圖形學(xué)的飛速發(fā)展，網(wǎng)格曲面局部及整體的變形與融合等一技術(shù)的發(fā)展突破[12,13],已經(jīng)在航空航天、生物醫(yī)療、仿生建模等諸多領(lǐng)域進行體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，難以直接進行建模，如何對生物體結(jié)構(gòu)進行簡化，實現(xiàn)某性成為目前發(fā)展的方向。目前仿生建模方法可以分為兩類，非周期性微結(jié)構(gòu)期性微結(jié)構(gòu)幾何建模技術(shù)。非周期性微結(jié)構(gòu)幾何建模技術(shù)人員為實現(xiàn)生物體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，考慮最大化地接近自然生物體結(jié)構(gòu)，提像的逆向建模方法。Holdstein 等[14]針對受損骨組織，提出一種基于位置、尺理合成方法；模仿周邊骨頭根據(jù)拓?fù)浜蛶缀翁卣鲃?chuàng)建光滑連續(xù)且不規(guī)則的微構(gòu)進行分析測試，以期獲得重建骨的力學(xué)性能，圖 1.4 為基于 CT 影像重建Coelho 等[15]利用并行計算的技術(shù)，從多尺度對生成的骨小梁結(jié)構(gòu)進行受力分構(gòu)力學(xué)模擬分析的難題。


本文編號：3529898