收藏本站
《南昌大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

熔融沉积成型有限元模拟与工艺优化研究

纪良波  
【摘要】:熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)是一种近几十年发展起来的快速成型制造技术。随着现代工业的发展,熔融沉积成型被大量用在新产品研发、快速模具制作、医疗器械的设计开发和人体器官的原型制作等方面。熔融沉积成型成为快速成型制造技术的一个重要发展方向,然而,这种发展由于FDM成型零件的精度和强度较低而受到了限制。因此,本文研究熔融沉积成型数值模拟和工艺优化,以期提高FDM产品的精度,这不仅具有重要的理论意义,同时还具有重要的工程实用价值。 分析了熔融沉积成型产品精度的影响因素,它们分别是成型加工的机器误差、CAD模型误差、切片引起的误差、喷丝宽度引起的误差和材料的收缩引起的误差等,提出了提高熔融沉积成型产品零件精度的措施。 研究了熔融沉积成型温度场有限元数值模拟技术。在考虑了熔融沉积成型本身特点的基础上,作了合理的假设,建立了熔融沉积成型过程温度场的分析模型;在考虑了相变潜热和随温度变化的材料的热物性参数条件下,对熔融沉积成型的温场进行了模拟分析,得出了FDM温度场分布并作了具体分析,对于熔融沉积成型热过程理论分析和后续的研究有一定的参考价值。 研究了熔融沉积成型应力场有限元数值模拟技术。在基于FDM温度场的模拟结果的基础上,采用间接热力耦合的方法,建立了熔融沉积成型过程应力场的分析模型;应用APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言编制了模拟程序,实现了对熔融沉积成型应力场的模拟,得出了一些有益的结论。 研究了基于小波神经网络的熔融沉积成型产品精度预测技术。分析了人工神经网络的原理和具体算法,在此基础上建立了基于BP神经网络的熔融沉积成型产品精度预测模型;在考虑到BP网络缺点的基础上,提出把小波分析理论和人工神经网络结合起来,克服了BP神经网络难以收敛和训练速度比较慢的一些缺点,建立了基于小波神经网络的熔融沉积成型产品精度预测模型,运用M语言编程,在MATLAB环境下编译,开发了基于小波神经网络的熔融沉积成型产品精度预测子系统,并进行了实际应用。 研究了熔融沉积成型工艺参数优化技术。分析了遗传算法及其基本操作,在基于小波神经网络的熔融沉积成型产品精度预测子系统的基础上,开发了基于遗传算法优化子系统,并针对熔融沉积成型进行了具体的工艺参数优化。 开发和完善了熔融沉积成型软件系统。在研究FDM快速成型的分层处理算法和智能化支撑添加算法的基础上,应用面向对象的语言VC++2005.net进行编程,在课题组成员前期研究的基础上,完善了熔融沉积成型软件系统,本软件可以对任意三维零件的STL模型进行切片处理和自动添加支撑,选择了数个零件模型,在转化为STL模型之后输入本软件系统,进行分层处理和添加支撑,最后输出CLI文件在快速成型机上进行了加工,结果证明本软件运行可靠,有投入实际生产的应用价值。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG174.4

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨峰;沈晓红;;FDM快速成型技术及与反求工程的结合应用[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年01期
2 刘雪峰;马胜军;刘锦平;谢建新;;Cu-12%Al合金高温压缩变形过程本构关系的BP神经网络模型[J];材料工程;2009年01期
3 吕成,张立文,张国梁,史从学;减振钢板拉深变形的有限元数值模拟[J];锻压技术;2004年04期
4 谢玲玲,宋宝韫;铜母线连续挤压扩展成形过程的三维有限元数值模拟[J];锻压技术;2005年04期
5 张旭;周杰;何光春;张艳青;凤翔;杨明;;车后灯座成形工艺分析及有限元数值模拟优化[J];锻压技术;2006年04期
6 王海平;张耀宗;李林刚;林雪;;轿车半轴齿轮冷摆辗成形及三维有限元数值模拟[J];锻压技术;2007年03期
7 赵腾伦;黄建峰;张清泉;姚进;;筒形件反旋成形有限元数值模拟[J];锻压技术;2008年01期
8 朱均华;周建忠;肖莉;陈毅彬;;滑动轴承冲压成形的有限元数值模拟[J];锻压技术;2008年06期
9 张纪奎;郦正能;关志东;程小全;刘涛;;复合材料层合板固化压实过程有限元数值模拟及影响因素分析[J];复合材料学报;2007年02期
10 申长雨,王利霞,张勤星;神经网络与混合遗传算法结合的注塑成型工艺优化[J];高分子材料科学与工程;2005年05期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 邹国林;熔融沉积制造精度及快速模具制造技术的研究[D];大连理工大学;2002年
2 沈显峰;多组元金属粉末直接激光烧结过程数值模拟及烧结区域预测[D];四川大学;2005年
3 潘海鹏;快速成型制造中分层处理技术的研究[D];南昌大学;2007年
4 李军红;冷轧带肋钢筋工艺的现代优化方法及质量控制[D];南昌大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘利;光固化快速成型制件的精度研究[D];大连理工大学;2005年
2 郑荣;三维铝型材挤压模多参数CAO系统研究[D];南昌大学;2005年
3 李守卫;多组元金属粉末选择性激光烧结数值模拟及试验研究[D];南京航空航天大学;2006年
4 熊呈辉;皮江法炼镁还原工艺参数优化研究[D];南昌大学;2006年
5 张永;FDM快速成型中工艺支撑的智能化设计[D];南昌大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘斌;许建文;江开勇;;基于CAE和神经网络的注射成型工艺参数优化[J];工程塑料应用;2007年11期
2 于同敏;褚宝磊;;基于二次回归正交设计的注塑件件重预测方法研究[J];工程塑料应用;2010年01期
3 王祺;黄宗南;刘文豪;;信息扩散及神经网络在建立注塑预测模型中的应用[J];工程塑料应用;2010年03期
4 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
5 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
6 段凯,杨新华,杨文兵;用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力[J];四川建筑科学研究;2005年03期
7 马杰,侯景军,何英明;昆明某大厦纠偏的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
8 薛松涛;张茂雨;谢丽宇;陈镕;王远功;;在地震波作用下地下连续墙的动力响应[J];四川建筑科学研究;2005年06期
9 黄怡;王元清;石永久;;框架—支撑钢结构抗震性能的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年06期
10 陈辉;袁海庆;李盛;刘文龙;高翔;;温度作用对钢筒仓结构影响的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 史国宏;陈勇;杨雨泽;姜欣;;白车身多学科轻量化设计应用研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 齐文文;赵斌;龙连春;;基于遗传算法的加筋圆柱壳屈曲承载力优化[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
3 段彦宾;杨明;赵维川;闫庆禹;;汽车拼焊板门内板成型性及焊缝移动控制分析[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
4 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
5 吴敏;徐辰华;;铅锌烧结过程产量质量的神经网络预测方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 张佑春;王平;张公永;;基于D-S证据理论和神经网络的信息融合方法及应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 刘涵;高俊涛;;并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 粟晓玲;史银军;;基于水资源转化模拟的内陆河流域水资源优化配置研究[A];全国水资源合理配置与优化调度及水环境污染防治技术专刊[C];2011年
9 张远安;张春荣;强勇;;基于相位编码信号的MIMO雷达正交波形设计的研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
10 陈会勇;陈宗海;;主动轮廓线模型的算法综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
5 陈广洲;多源信息耦合的成矿预测新模型研究[D];合肥工业大学;2010年
6 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
7 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
8 刘洁;滴灌灌水器水力性能与快速制造方法研究[D];华中科技大学;2010年
9 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
10 常旭;低维碳纳米材料和冰纳米管的结构与物性的数值模拟研究[D];南京大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 余兴强;铸态TB6钛合金的加工图及其锻造工艺优化[D];南昌航空大学;2010年
3 张可平;CO_2焊逆变电源的自适应模糊控制系统研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
7 韩福冬;再生混凝土基本力学性能的数理统计分析和可靠度研究[D];山东科技大学;2010年
8 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
9 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
10 王永;消防单兵综合信息采集系统研究[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘静安;铝及铝加工行业发展新动态与技术创新、产品开发新趋向[J];四川有色金属;2000年04期
2 崔建芳;党惊知;白培康;王建宏;;PS粉末激光烧结快速成型技术及其在铸造中的应用[J];工程塑料应用;2005年10期
3 曾亚;冷轧带肋钢筋在深圳市应用的研究报告[J];四川建筑科学研究;2000年04期
4 黎军;水煤浆特性浅析[J];安徽化工;2000年02期
5 马名健,刘勇芬;冷轧带肋钢筋推广应用前景展望[J];安徽建筑;2000年03期
6 耿新青;遗传算法及其应用[J];鞍山钢铁学院学报;2000年06期
7 梁红玉,任安峰,朱宇明;覆膜陶瓷粉末烧结过程热应力场研究[J];兵器材料科学与工程;2001年03期
8 史弼;对管材摩擦焊高温塑性变形区的探讨[J];宝钢技术;1997年02期
9 宋林森;史国权;李占国;;利用ANSYS进行激光打孔温度场仿真[J];兵工学报;2006年05期
10 赵保军,施法中;选择性激光烧结PC粉末的建模研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 刘静安;谢水生;;国内外铝加工技术的发展特点与趋势[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 ;《实用生物毒素学》[A];中国毒理学通讯[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张剑峰;Ni基金属粉末激光直接烧结成形及关键技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 蔡志鹏;大型结构焊接变形数值模拟的研究与应用[D];清华大学;2001年
3 王成;400MPa级超级钢激光焊接及其焊接性研究[D];清华大学;2002年
4 李菊;钛合金低应力无变形焊接过程机理研究[D];北京工业大学;2004年
5 潘海鹏;快速成型制造中分层处理技术的研究[D];南昌大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马健哲;铝型材挤压分流模具交互式3DCAD/CAE设计技术开发[D];中南大学;2002年
2 李冬林;焊接应力和变形的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2003年
3 刘蓉;基于神经网络的摩擦焊接工艺参数专家系统的研究[D];西北工业大学;2003年
4 席庆坡;直齿圆柱齿轮冷精锻成形数值模拟及齿形修形研究[D];机械科学研究院;2003年
5 马涛;激光选区烧结快速成型技术中若干关键问题的研究[D];江苏大学;2003年
6 蒋克荣;激光快速成形中三维CAD模型直接切片处理技术的研究[D];合肥工业大学;2003年
7 刘传慧;基于STEP中性文件的产品数据信息提取的研究[D];苏州大学;2003年
8 徐晓明;STEP标准数据访问接口的关系数据库实现技术研究[D];浙江工业大学;2004年
9 王红亮;面向RE/RP的ICT切片数据的CLI建模技术研究[D];华北工学院;2004年
10 马志远;基于STEP的产品数据共享与交换技术的研究与应用[D];武汉理工大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩松;选择性激光烧结的三维有限元模拟[J];航空制造技术;2004年05期
2 卢晨,丁文江;并行工程环境下的模具快速成型系统开发[J];计算机辅助设计与制造;1996年08期
3 马雷,孙琨,卢秉恒;基于快速成型的制造冲压模具及产品的方法[J];机械科学与技术;1999年06期
4 刘佳,高彬彬;STL快速成型制造质量实验研究[J];北京理工大学学报;2002年05期
5 冯涛,李志刚;快速成型与快速制模技术的最新发展——Euro Mold'2003考察报告[J];模具工业;2004年04期
6 Robert Bluthardt;;用快速成型的样机原型验证设计效果[J];现代制造;2007年28期
7 焦向东,佟泽民,贾永田;分层快速原型制造技术原理及应用[J];石油化工高等学校学报;1997年04期
8 孙小英,曹瑞军,范圣强;低体积收缩率光固化树脂的研究[J];西安交通大学学报;2002年07期
9 叶海靖;陆继超;肖瑜;;小波变换在结构损伤诊断中的应用研究[J];西部探矿工程;2006年04期
10 张建华,赵剑峰,田宗军,花国然,王蕾,黄因慧,胡育文,张永康;纳米Al_2O_3激光烧结快速成型试验初探[J];激光技术;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张永泉;魏著谱;见文;;快速成型技术与应用[A];2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C];2011年
2 杨新照;王凌;张凤登;;快速成型在CAN总线控制器上的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
3 ;产品快速成型及模具快速制造技术[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
4 孙梁;熊卓;;快速成型PLGA/TCP支架修复兔桡骨缺损[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
5 何金华;吴逸群;;软土基坑工程数值模拟研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
6 苏飞;;Flip Chip(倒装焊)电子封装件中的残余应力评估[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
7 冯玉强;黄梯云;;基于人工神经网络的人口发展模型的自动选择[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第3卷)[C];1995年
8 吴春玲;顾贤明;;三维弹性波有限元模拟的研究[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年
9 牛东晓;邢棉;谢宏;陈志业;;短期电力负荷预测的小波神经网络模型的研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
10 赵卿;曹晓岚;;人工神经网络及其在医学中的应用[A];第五次全国中西医结合神经科学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 小力;3D推出聚丙烯基快速成型塑料DuraForm[N];中国包装报;2008年
2 俞巧云;南京十大产业链条快速成型[N];新华日报;2007年
3 王忠良马浩剑;法国发动机缸盖项目开工[N];常州日报;2008年
4 李大刚;让观果盆景快速成型(上)[N];中国花卉报;2005年
5 李大刚;让观果盆景快速成型(下)[N];中国花卉报;2005年
6 胡性慧 王唯赫 杨腾;人工神经网络拓宽版权贸易路径[N];中国知识产权报;2010年
7 张东方;沙明;杨松松;人工神经网络在中药领域中的应用[N];中国医药报;2003年
8 本报记者 靖九江 采写;人工神经网络在临床上的应用[N];中国医药报;2005年
9 商报记者 刘妮丽;北京工业设计技术服务联盟成立[N];北京商报;2010年
10 苑希民(中国水利水电科学研究院决策支持技术研究室 主任) 李彦彬 徐建新(华北水利水电学院) 李鸿雁(北京理工大学管理与经济学院) 苑韶峰 吕军(浙江大学环境与资源学院);人工神经网络 灵感源于大脑[N];中国水利报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 纪良波;熔融沉积成型有限元模拟与工艺优化研究[D];南昌大学;2011年
2 刘杰;面向快速成型的设备控制、工艺优化及成型仿真研究[D];华南理工大学;2012年
3 陈云霞;扫描电子束三维成型的研究[D];上海交通大学;2010年
4 龚振宇;基于反求及快速成型技术的颌骨畸形整复的临床应用研究[D];第四军医大学;2004年
5 吴建发;优选压裂井方法研究[D];西南石油学院;2005年
6 李军红;冷轧带肋钢筋工艺的现代优化方法及质量控制[D];南昌大学;2006年
7 王晓波;冠、桥及全口钛基托的激光立体成形制备研究[D];第四军医大学;2005年
8 Han Qiang;[D];山东大学;2005年
9 申金山;基于人工神经网络的化学发光法及光度法在多组分同时测定中的应用研究[D];四川大学;2005年
10 张治国;人工神经网络及其在地学中的应用研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱党锋;基于小波神经网络的入侵检测技术研究[D];兰州大学;2006年
2 张清华;小波神经网络参数优化及其应用[D];东北农业大学;2009年
3 袁月春;基于模糊小波神经网络的多辊热连轧产品质量控制[D];山西师范大学;2010年
4 袁直;木塑熔融快速成型实验装置研究[D];东北林业大学;2011年
5 李凤鸣;基于小波神经网络的柴油机燃油系统故障诊断的设计与实现[D];山东大学;2010年
6 陈宝庆;基于覆膜砂的选择性激光烧结快速成型基础实验研究[D];大连理工大学;2005年
7 陈梅干;熔融挤压快速成型精度分析及加工[D];苏州大学;2011年
8 王位;三维快速成型打印技术成型材料及粘结剂研制[D];华南理工大学;2012年
9 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
10 朱美龙;小波神经网络在遥感溢油图像去噪中的应用[D];大连海事大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026