面向增材制造的復雜金屬構件設計方法研究.pdf

1、增材制造作為一種全新的制造方法，自其出現(xiàn)便深刻地改變著產品的設計制造方式。由于能夠成型任意形狀、且力學性能優(yōu)良的功能性零件，面向金屬材料的增材制造技術已成為國內外研究者的研究熱點。目前，對金屬增材制造的研究主要集中在成型設備、成型工藝和成型材料等方面，而針對與傳統(tǒng)設計方式相比，已經產生重大變化的面向增材制造的設計方法研究很少。為了更好地發(fā)揮直接金屬增材制造的優(yōu)勢，對其設計方法進行深入研究有著很強的理論和應用價值。
　　本文主要從設

2、計方法的理論研究和實驗驗證兩方面，對面向增材制造的復雜金屬構件設計方法進行了相關研究。文章分析了金屬激光熔化增材制造的工藝特點，總結了主流面向增材制造的復雜金屬構件設計工具的應用對象，采用設計制造一體化的思路，給出了面向增材制造的復雜金屬構件的一般設計流程。以股骨頭支架為例，研究了復雜金屬構件創(chuàng)新設計方法，驗證了復雜金屬構件設計和增材制造一體化設計流程。以飛機接頭和金屬探針為例，研究了復雜金屬構件優(yōu)化設計方法，在不改變原有性能要求的前提

3、下，結合多孔化結構和有限元分析實現(xiàn)金屬構件面向增材制造的優(yōu)化設計。并對增材制造后處理過程對零件設計性能的影響進行了實驗研究。通過間隙實驗件、空心圓球、圓孔、方孔、臺階零件等典型零件結構的成型實驗，分析了成型能力，給出了典型結構面向增材制造的設計參數(shù)，為設計實踐提供了數(shù)據(jù)支持。
　　本文通過對面向增材制造的復雜金屬構件設計方法的研究，提出了一套較完整的設計方法，并且對增材制造技術的一些典型幾何元素的成型能力進行了實驗驗證，總結出了一