| 题名 | 基于熔融沉积成型零件的精度及温度场有限元分析研究 |
| 作者 | 李骁健 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 陈博 |
| 关键词 | 熔融沉积成型 STL模型 分段拟合 温度场模拟 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 熔融沉积成型是快速成型制造中较为重要的一种成型方式,随着快速成型在制造业中占有越来越重要的地位,对成型件的精度也提出了更高要求。其成型精度受很多因素的影响,本文采用理论研究和仿真验证相结合的方式对ABS材料成型过程中两大影响因素进行了分析,研究内容和成果如下:(1)对熔融沉积成型件的精度进行分析,主要有四个产生误差的原因:CAD模型转化为STL标准文件格式引起误差、分层切片引起误差、熔丝宽度引起误差、材料冷却收缩引起误差,并针对某些误差提出了提高精度的方法。(2)对STL格式模型切后,所得到的截面轮廓点用直线段连接,与实际轮廓相差甚远,需要对截面轮廓进行拟合,以提高其精度。分析了现有对STL模型截面轮廓的拟合方法,并对比了它们的优缺点。(3)考虑实际生产中零件截面轮廓的复杂性,提出了使用直线段、圆弧段和NURBS曲线段组合进行截面轮廓点的拟合。拟合结果表明:拟合轮廓的误差与使用直线段连接相比减小了48.502%,能得到更为精确的切片轮廓质量,且轮廓线更为光滑。(4)考虑熔融沉积成型特点,利用APDL语言结合生死单元法,建立成型过程中温度场的分析模型,考虑了对流、热传导和相变潜热等的影响,分析了熔融沉积成型过程某时刻的温度梯度特征、不同时刻的温度场特征,不同初始温度的温度梯度分布特征,不同路径对温度波动的影响以及不同速度对温度波动的影响,为熔融沉积成型的工艺过程的选择提供参考。(5)通过对指定ABS材料模拟熔融沉积成型不同初始温度得到:在条件允许的状况下,应选择较高的初始温度,但不能超过材料的软化温度101℃。(6)通过模拟熔融沉积成型不同成型路径得到:最优的成型路径为从下至上沿短边成型路径。(7)通过对ABS材料模拟熔融沉积成型不同初始温度得到:200mm/s速度为最优成型速度,并且成型过程不宜超过这个速度。本文对于截面轮廓的拟合算法研究和熔融沉积成型过程不同工艺条件模拟研究,为提高熔融沉积成型零件精度提供了重要参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 81 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91162]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李骁健. 基于熔融沉积成型零件的精度及温度场有限元分析研究[D]. 2016. |
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