本文選題：增材制造 + 支撐結(jié)構(gòu)　； 參考：《華中科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：近年來,增材制造技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注,其在航空航天、醫(yī)療、軍事消、費品、工藝品等市場得到了廣泛的運用。到2014年世界范圍內(nèi)增材制造的產(chǎn)值規(guī)模達已經(jīng)到40億美元,其增速也在加快,國內(nèi)的產(chǎn)值有8到9億元人民幣,可以看出增材制造行業(yè)有很大的前景,并且我國該產(chǎn)業(yè)還具有很大的潛力。支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計在增材制造過程中具有重要意義,在成型的過程中起到保證零件穩(wěn)定性以及位置精度、防止零件翹起變形的作用,因此對增材制造中支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進行研究,很有必要和意義。本文的研究內(nèi)容主要分兩個步驟,成型方向的優(yōu)化研究和支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究。在增材制造中零件的成型方向,會很大程度上影響零件支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計。本文首先對零件的成型方向優(yōu)化進行了研究。通過對目前經(jīng)常采用優(yōu)化目標進行分析,改進支撐結(jié)構(gòu)數(shù)量的優(yōu)化目標模型,使得其更加科學合理。然后運用遺傳算法,對三個目標進行了單目標和多目標的優(yōu)化。同時對遺傳算法的求解過程進行了改進,提高了算法的運算速度。其次在支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計首次中加入了尺寸優(yōu)化的思想,提出了基于尺寸優(yōu)化的增材制造支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。該支撐設(shè)計方法能夠根據(jù)零件在不同部位的結(jié)構(gòu)特征,生成相應的支撐結(jié)構(gòu)形式,這在一定程度上能夠節(jié)省成型材料。然后在Matlab中,采用STL的文件格式對提出的方法進行了編程實現(xiàn)。最后通過工程實例對本文的優(yōu)化方法和支撐設(shè)計方法進行了驗證。驗證結(jié)果說明了提出的方法的正確性和有效性。通過本文的研究增材制造中成型方向的優(yōu)化模型更加合理,遺傳算法的求解速度加快,同時生成的支撐結(jié)構(gòu)更加合理。
[Abstract]:In recent years, more and more attention has been paid to the technology of material augmentation, which has been widely used in aerospace, medical, military, goods, crafts and other markets. By 2014, the output value of increased material manufacturing worldwide has reached US $4 billion, and its growth rate is also accelerating. The domestic output value is between 800 million yuan and 900 million yuan. It can be seen that the industry of increased material manufacturing has a great prospect. And our country this industry still has very big potential. The design of the supporting structure is of great significance in the process of material increasing and manufacturing. In the process of forming, the design of the supporting structure can ensure the stability and position accuracy of the parts and prevent the parts from warping and deforming. Therefore, it is necessary and meaningful to study the design method of support structure in material increasing manufacture. The research content of this paper is divided into two steps: the optimization of forming direction and the design of supporting structure. The forming direction of the parts will greatly influence the design of the supporting structure of the parts. In this paper, the optimization of the forming direction of the parts is studied. The optimization objective model of support structure is improved to make it more scientific and reasonable. Then genetic algorithm is used to optimize the three objectives. At the same time, the solving process of genetic algorithm is improved, and the calculation speed of the algorithm is improved. Secondly, the idea of dimension optimization is added to the design of bracing structure for the first time, and the design method of adding material manufacturing bracing structure based on dimension optimization is put forward. According to the structural characteristics of the parts in different parts, the support design method can generate the corresponding supporting structure form, which can save the molding materials to some extent. Then in Matlab, STL file format is used to program the proposed method. Finally, the optimization method and support design method are verified by an engineering example. The results show that the proposed method is correct and effective. Through the research of this paper, the optimization model of forming direction is more reasonable, the solving speed of genetic algorithm is faster, and the supporting structure is more reasonable.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：F424

【參考文獻】

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本文編號：1986479