3D打印材料時(shí)變力學(xué)性能以及在城市規(guī)劃模型中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著3D打印技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，該技術(shù)越來(lái)越受到全社會(huì)的關(guān)注，也使得建筑規(guī)劃模型的制作有了新的選擇，它可以使以前難以實(shí)現(xiàn)的數(shù)字模型快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)地形成實(shí)體模型的需求變成可能。本論文針對(duì)起伏地形塊體模型打印耗材耗時(shí)過(guò)貴、過(guò)多等問(wèn)題，提出了框架空間節(jié)材快速打印構(gòu)造體系，并進(jìn)行熔融沉積成型(FDM)過(guò)程的有限元模擬，采用ANSYS中的生死單元技術(shù)，利用參數(shù)化編程語(yǔ)言(APDL)進(jìn)行掃描路徑的設(shè)置，采用間接熱力耦合的方法模擬

2、掃描過(guò)程，分析了熔融沉積成形過(guò)程中溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，以及個(gè)別點(diǎn)溫度和應(yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間的變化關(guān)系。通過(guò)對(duì)實(shí)際的掃描過(guò)程的模擬，提出在整體結(jié)構(gòu)成形過(guò)程中的簡(jiǎn)化模擬方法，把每次激活一個(gè)單元改為每次激活一層單元，這樣極大簡(jiǎn)化了模擬過(guò)程，并提高了分析的效率。通過(guò)對(duì)比不同掃描速度下的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)以及相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度及應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律，最終得出掃描速度不高的情況下，熔融沉積成形過(guò)程做這樣的簡(jiǎn)化，不會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。
　　建立了支撐結(jié)構(gòu)有

3、限元模型，分析支撐構(gòu)件在不同掃描速度下的位移、應(yīng)力、應(yīng)變規(guī)律。對(duì)比計(jì)算結(jié)果得出，支撐角度應(yīng)為45°及以上，掃描速度應(yīng)選取40mm/s左右。建立了空腔山體支撐單元模型，對(duì)45°和60°模型在40mm/s掃描速度下的計(jì)算分析結(jié)果對(duì)比，得出支撐角度越大，結(jié)構(gòu)打印成形過(guò)程中越安全。同時(shí)對(duì)一層柱頂與過(guò)渡段交接處進(jìn)一步優(yōu)化，可以減小此處的應(yīng)力應(yīng)變。并模擬自然坡地，建立了空腔山體坡面模型，為了避免單元轉(zhuǎn)換中的節(jié)點(diǎn)不協(xié)調(diào)問(wèn)題，在已有單元的基礎(chǔ)之上，對(duì)局