基于STL模型支撑生成算法的研究

针对快速成型制造中须对零件加支撑的需求,提出一种新的支撑生成方法。它首先提取零件待支撑区域的关键特征(如悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等),同时指出各种支撑的基本构件实质就是单边对应的多边形支撑面,并采用了局部斜板支撑的方案实现其生成算法,在此基础上生成零件的特征支撑;然后采用对生成的特征支撑STL模型分层后分区扫描填充加强支撑线来实现对待支撑下表面内部区域的有效支撑。应用表明：该方法实现了对成型零件关键特征的准确支撑和对待支撑面域的有效支撑,生成支撑效果良好。     

用于机械系统变刚度支撑的电磁支撑研究

利用电磁支撑的支撑刚度参数随励磁电流变化而改变的原理,构建了具有机械支撑和电磁支撑并联特点的支撑形式,实现机械系统变刚度支撑。在对电磁支撑的基本结构及特点进行阐述的基础上,通过对其数学模型的分析,得到了电磁力的线性化准则和支撑系统综合刚度为正的准则,探讨了衔铁偏心和动态间隙对电磁支撑特性的影响。对具有机械支撑和电磁支撑并联特点的悬臂梁实验装置系统的电磁支撑刚度与附加阻尼参数进行了识别。结果表明：附加阻尼参数的实验值远远小于理论值,在一定条件下可以忽略不计;支撑刚度参数的识别值在静态工作点附近具有较高的精度,说明该电磁支撑可以实现机械系统变刚度支撑。     

车载LNG气瓶尾端支撑结构传热比较

利用有限元模拟了500 L车载LNG气瓶尾端支撑结构在稳态导热下的温度场分布,并对十字形、圆盘形和碗形3种不同的支撑结构漏热量进行分析。通过改变3种支撑结构的支撑板尺寸,对比3种结构的传热量发现:十字形支撑和圆盘形支撑的支撑板尺寸改变会造成漏热量的显著变化,而碗形支撑的漏热量对支撑碗直径的变化较不敏感;且碗形支撑的整体漏热水平显著高于十字形支撑和圆盘形支撑。     

一种新型柔性支撑单元设计

针对舱体对接装配内应力对筒体类产品装配性能的影响,提出柔性自适应装配,引入柔性支撑平台,进行柔性支撑单元设计。柔性支撑平台能够降低装配支撑的刚性,增加装配自适应性及精度补偿功能。柔性支撑单元阈值可调,柔性支撑平台可根据其受力情况改变装配支撑刚性。通过实验对柔性支撑单元阈值标定,并对其性能进行验证,结果表明:柔性支撑单元性能稳定,能够在可控范围内降低装配支撑的刚性,可用于柔性自适应装配中,实现调姿补偿功能。     

随机变刚度电磁支撑装置支撑特性分析

为研究动态电磁关系对随机变刚度电磁支撑装置支撑特性的影响,建立了电磁支撑装置支撑特性的数学模型,采用类比推理方法分析了动态附加支撑刚度和阻尼参数对电磁支撑刚度特性的影响,得到了随机电流与偏置电流合理匹配关系和随机电流变化频率的合理取值范围。数值仿真计算表明只要电磁支撑装置的工作参数取值合理,完全可以忽略附加支撑刚度和阻尼参数对电磁支撑刚度特性的影响,满足支撑刚度参数随机变化特征的要求。     

活塞压缩机单支撑和双支撑曲轴结构分析

单支撑和双支撑是小型活塞压缩机中2种重要的曲轴支撑方式。从理论分析、模拟计算及实验测试几个方面研究这2种曲轴支撑结构及其设计参数对曲轴的受力和摩擦耗功的影响。研究结果表明:双支撑结构的曲轴受力要优于单支撑结构曲轴;对于单支撑结构曲轴来讲,适当增大下支撑到曲拐的距离L,减小上支撑到曲拐的距离X,是减小曲轴受力和摩擦耗功的有效手段;对于双支撑结构曲轴来讲,其摩擦力和摩擦功耗主要取决于曲拐所受的连杆力大小及零件的工艺情况,如果加工水平较高的话,双支撑结构的摩擦耗功比单支撑要小。     

一种平台化的树形支撑结构生成算法

近年来,3D打印技术发展迅速,支撑结构生成是3D打印成型工艺中一项关键技术。相比传统的支撑结构类型,树形支撑结构在节省支撑材料和支撑加工时间上具有更多优势。但树形支撑在结构上更复杂多变,一种最优的树形支撑结构生成算法难度至少为NP难度。对此,提出一种平台化的树形支撑结构生成算法,采用贪心算法和迭代的思路逼近最优解。所提算法实现了自动生成树形支撑结构,并完成了支撑结构工艺路径规划。     

FDM 工艺支撑的添加

FDM和SL工艺在成形加工时需要通过软件添加支撑结构。支撑结构的合理性极大地影响这些工艺的成形质量。研究FDM工艺中支撑的结构形式和添加方式,讨论针对STL模型的支撑自动添加技术研究。根据支撑面的形状特征,对STL模型添加FDM工艺支撑,可以提高FDM支撑的效率和质量。     

超空泡航行体尾部流体动力特性试验模型支撑方式的选择研究

在水洞中进行了尾支撑、腹支撑和头支撑3种支撑方式的模型试验,以探索对于超空泡航行体尾部流体动力特性研究比较好的支撑方式。试验发现,尾支撑模型的尾部支撑杆对空泡形态有引导作用,因此改变了空泡尾部形态。腹支撑模型的支撑键会阻碍空泡越过,对空泡形态破坏较大。而头支撑模型则避免了上述问题,试验得到的空泡形态以及与之相对应的流体动力曲线较为合理,因此比较适合超空泡尾部流体动力特性的研究。     

基于STL模型垂直切片的支撑自动生成算法研究

针对光固化等快速成形工艺中须对零件加支撑的需求，本文提出一种新的支撑自动生成算法。该算法基于STL模型提取零件的悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等待支撑区域的关键特征，根据它们在形平面的投影特征来优化布置分层基准线并进行垂直切片，应用所提出的基于垂直截面轮廓内待支撑边生成支撑多边形的算法，生成相应的变厚度薄壁形支撑。实际应用表明，该算法能够对成形零件的待支撑区域自动添加准确有效的支撑。     

采用三点定位原理的反射镜支撑结构设计

在选择空间反射镜的支撑形式时,大口径反射镜一般采用柔性支撑结构加背板的支撑结构;小尺寸反射镜采用周边支撑的结构,但支撑结构质量都较大。为了降低反射镜支撑结构质量,通过对三点定位原理的自由度分析,设计了3个柔性铰链结构,通过柔性铰链的结构参数分析及有限元分析计算,设计出参数为R=1mm,t=2.5mm的三点柔性铰链,实现400mm口径反射镜的周边支撑,并使支撑反射镜的三个铰链直接与相机机身连接,省略了常规反射镜支撑的背板及边框,大大降低支撑结构质量;且该支撑结构具有较好的动态刚度和力、热环境适应能力。     

FDM快速成型工艺支撑结构参数的实验研究

支撑添加技术决定着打印零件的成败,是熔融沉积(FDM)工艺中一项关键技术.支撑的作用主要是保持零件形状、减少翘曲变形.支撑只是一种辅助结构,打印完成后应便于去除.为了进行支撑工艺参数的优化研究,讨论了支撑的添加规则,通过正交试验对FDM工艺中支撑添加技术进行研究,得到了使支撑易于去除的最佳工艺参数.并通过试验确定了零件悬空部分不加支撑即可成形的极限尺寸,具有重要的实际参考价值.     

基于FDM技术的3D打印支撑结构自动生成算法研究

基于FDM技术的3D打印原理是靠加热的喷头挤出熔融的热丝层层堆积而成的。因此对于存在悬臂结构的模型,支撑结构的存在十分必要。为满足模型中形状复杂多变的待支撑区域,提出一种可以适用于复杂形状的树状支撑结构的生成算法。提出的算法基于STL文件模型,根据待支撑区域的特征提取出模型待支撑区域,然后在待支撑区域内由上而下依次建立树干从而生成树状支撑结构。提出的算法明显减少了支撑结构所用材料,提高了打印效率,并且便于模型和支撑结构的分离。     

基于有限元的机床床身辅助支撑布置分析

对HMS63卧式加工中心的三点支撑和多点辅助支撑的布置方式进行研究,运用有限元方法对三种不同辅助支撑的排列方式进行模态分析,得到不同辅助支撑床身的固有频率及其对应的振动模态,选择最优的机床辅助支撑布置。通过对机床样机测试结果,证明了该机床床身辅助支撑布置的合理性和可行性。     

AOD转炉炉体与托圈连接技术

介绍AOD转炉为满足炉壳快换要求所需的炉体与托圈连接技术,以及支撑数目、支撑部位、支撑平面,炉壳支撑轴承和夹紧装置结构。     

采煤机支撑滑靴耳板断裂问题分析与改进

针对采煤机支撑滑靴断裂问题,借助ANASYSWorkbench仿真计算软件,对支撑滑靴耳板断裂原因进行仿真分析,并根据仿真结果对支撑滑靴进行改进.进一步对改进后支撑滑靴进行仿真分析,结果显示,改进后支撑滑靴的应力集中情况得到了明显改善,提高了后支撑滑靴的结构强度和刚度,改进效果显著.     

快速成型中基于单面薄壁的通用支撑设计方法

针对目前快速成型中加支撑技术的缺点，提出了一种全新的支撑设计及实现方法。它基于单面薄壁组件，可组合出任意形状的支撑，并可用统一的轮廓结构表示目前采用的所有支撑形式。在此基础上研究了这种支撑的实时填充实现算法。     

非线性曲面梁形态优化及恒压支撑装置设计

基于超前支护设备顶梁支撑结构研究一种恒压支撑装置的设计方法,恒压支撑装置由正刚度线性弹簧、负刚度非线性平面曲梁及承压气囊组合而成。通过对巷道顶板应力场分析,得到支撑结构的边界条件;利用B样条曲线简述负刚度非线性平面曲梁的特点;基于遗传算法与非线性有限元法对负刚度非线性平面曲梁进行形态优化设计;依据恒压支撑装置的工作原理,对线性螺旋弹簧刚度/强度特性进行分析与设计;对恒压支撑装置的零部组件进行设计,实现支撑装置输出压强大小恒定及自我保护功能。恒压支撑装置设计方法为综掘巷道超前支护研制提供了有力技术支撑。     

基于伞形搜索的树形支撑结构生成算法

为了节省支撑结构材料,并避免NP难度的最优树形支撑结构生成算法,提出一种基于伞形搜索的树形支撑结构生成算法。通过该算法快速求解满足临界倾角约束条件的支撑节点,并采用贪心算法和迭代的思路逼近最优解。同时,在生成树形支撑结构过程中用体素法对树形枝干与制件实体进行干涉判断,以避免支撑与实体干涉,保证支撑结构的合理性。对比商用软件Meshmixer,所提算法在生成树形支撑结构的合理性及算法生成时间上具有一定优势,且能处理带凸台结构复杂模型的支撑结构问题。     

基于FDM的叉架零件支撑结构的设计分析

本文主要对FDM中几种支撑结构进行比较分析。其一是CURA中的块状支撑结构,其二为Simplify中的柱状支撑结构,其三为Meshmixer软件中用到的树状支撑结构。还有最后一种我们自己手动用AUTOCAD三维建模自己添加支撑结构的方法。希望这种对支撑结构的优化设计能够对单一材料打印工艺带来更多的益处。