多轴3D打印技术研究进展

3D打印技术通过逐层堆积的方式成型，克服了零件制造的几何限制，受到了学术界和工业界的广泛关注。但这种定向构建方式会导致零件存在阶梯效应，强度不足且需要添加支撑结构等一系列问题。为了解决传统层式打印存在的问题，研究人员开发了多轴3D打印技术。多轴3D打印技术使用多自由度机器人对零件进行动态构建，克服了传统层式打印的限制，显示出了极高的零件制造灵活性。鉴于此，对多轴3D打印技术进行了回顾，首先分析了传统3D打印存在的一些问题，然后综述了多轴3D打印技术的研究进展，包括多轴3D打印技术在路径规划、零件力学性改善、去支撑化、消除阶梯效应以及大尺寸打印上的研究概况。最后探讨了多轴3D打印技术目前存在的问题和未来可能发展的方向。     

4D打印复合软材料力学性能预测研究进展

4D打印是一门新兴的制造技术,所打印结构的形状、属性或功能在外部环境的刺激下会随着时间的推移而变化。智能软物质材料由于变形大,激励响应机制多,响应速度快等特点被广泛使用于4D打印中,尤其是形状记忆水凝胶和形状记忆聚合物。目前对复合软材料的刚度和弯曲形状的控制是4D打印在应用上的两个难题,建立4D打印复合结构的等效模量和曲率预测模型对复合软材料的力学性能的设计具有指导意义。本文对现有的4D打印复合结构的等效模量及弯曲曲率模型进行了概述,首先介绍了4D打印结构在静态和动态下的弹性模量预测模型,然后,重点综述了Stoney理论,Timoshenko理论和复合材料力学在复合软材料弯曲曲率建模上的应用。最后探讨了现有4D打印复合软材料力学预测模型存在的问题及主要发展的方向。     

TC4钛合金切削过程切削力的预测

为了建立刨削直角切削力预测模型,分析研究的必要性和现状,基于AdvantEdge进行Ti6Al4V合金切削仿真,所得数据作为预测模型的基础。首先对经验公式进行改进,建立改进的指数预测模型;后对仿真数据进行SPSS分析,对模型进行了可行性分析和多元回归求解,最后再对模型进行检验。通过改进的指数预测模型拟合出数据与原数据对比后发现,绝大多数误差在10%以内,说明将切削参数（进给量和切削速度）和刀具参数（前角）进行结合也能预测切削力,同时为后续研究切削参数和刀具参数的结合做了铺垫。     

基于光滑粒子流体动力学的紫铜切屑形态研究

FEM存在网格变形和重构等诸多问题，难以解决切削过程中刀具前端材料出现的极端塑性变形以及高应变率问题。而无网格光滑粒子流体动力学方法能够解决FEM中由于网格变形所引起的畸变问题，从而模拟出各种材料的任意变形。目前针对SPH方法的切削仿真研究主要集中于工艺参数、材料本构等外部参数的敏感性分析，而对于SPH公式的选择、粒子密度等内部参数的敏感性分析较少。为此，本文通过使用Ls-Dyna仿真软件构建了基于SPH的紫铜正交切削仿真模型，并搭建了正交切削实验平台。针对显著影响紫铜切屑形态及计算精度的内部参数进行了研究，并与切削实验的切屑形态及切削力进行对比，结合仿真计算时间成本，最终确定粒子密度为216000pcs/mm³的重整化SPH更适合紫铜切削仿真实验研究。