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  本文關(guān)鍵詞：FDM快速成型機(jī)溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2014年

FDM快速成型機(jī)溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬仿真

高金嶺  

【摘要】：熔融沉積造型(Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM)是快速成型工藝的一種。它借助于計(jì)算機(jī)得到三維模型的切片數(shù)據(jù)，實(shí)際加工過程中按照切片數(shù)據(jù)加工出每一層的實(shí)體，層與層之間逐漸堆積形成三維幾何實(shí)體。由于該工藝與3D打印快速成型具有相似之處，因此行業(yè)內(nèi)也把其稱為3D打印，把利用該工藝制作而成的設(shè)備也稱為3D打印機(jī)。隨著3D打印機(jī)在科研、醫(yī)療、教學(xué)乃至建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，讓我們看到了對其相關(guān)技術(shù)的研究所具有的美好前景和巨大的社會(huì)價(jià)值。 由于加工的整個(gè)過程是在熱場的作用下進(jìn)行的，涉及到熱源、加熱、傳熱、散熱等技術(shù)，因此除機(jī)械精度外熱場對成型件質(zhì)量的好壞起主導(dǎo)作用。本論文借助ANSYS有限元分析軟件來分析熱場對成型件所造成的影響。主要的研究內(nèi)容有： (1)建立成型過程中相關(guān)的熱源模型，主要有打印頭和加熱底板。打印頭以移動(dòng)熱源的形式作用在成型件上，利用高斯熱源模型進(jìn)行建模。而加熱底板作為邊界條件以恒定溫度對模型進(jìn)行加載； (2)借助ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言(APDL)編寫溫度場仿真程序，應(yīng)用生死單元技術(shù)仿真加工過程，完成對成型件溫度場的數(shù)值模擬； (3)進(jìn)行成型件應(yīng)力場的數(shù)值模擬，把溫度場的模擬結(jié)果數(shù)據(jù)作為載荷加載到成型件上，，得到成型件的應(yīng)力場分布。最終得出成型件的變形數(shù)據(jù)； (4)進(jìn)行工藝試驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證仿真的合理性。最后在工藝試驗(yàn)和仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上提出了改善工藝的措施，旨在提高成型件質(zhì)量，擴(kuò)大該工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP334.8
【目錄】：

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本文編號：200681