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填充结构对3D打印聚己内酯支架力学性能的影响

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中国组织工程研究 2022年第16期26卷 2492-2497页

作者：刘家利索海瑞杨翰王玲徐铭恩杭州电子科技大学自动化学院浙江省杭州市310018 浙江省医学信息与生物三维打印重点实验室浙江省杭州市310018

背景:3D打印聚己内酯组织工程支架是近些年来研究的热点之一,选择合适的材料制备力学性能优良的多孔支架是当前研究的难点。目的:制备不同填充结构的三维多孔聚己内酯支架,研究其机械性能。方法:设计0°/90°、0°/60°、0°/60°/120°... 详细信息

背景:3D打印聚己内酯组织工程支架是近些年来研究的热点之一,选择合适的材料制备力学性能优良的多孔支架是当前研究的难点。目的:制备不同填充结构的三维多孔聚己内酯支架,研究其机械性能。方法:设计0°/90°、0°/60°、0°/60°/120°、0°/45°和0°/45°/90°/135°5种填充结构,采用生物3D打印机打印三维多孔聚己内酯支架,测试支架的孔隙率及压缩和拉伸性能。结果与结论:(1)5种支架的孔隙率比较差异无显著性意义(P>0.05);(2)从Z方向压缩时,不同填充结构聚己内酯支架的压缩性能差异很小;(3)从Y方向压缩时,0°/45°、0°/60°、0°/90°三种支架的压缩性能随填充角度增加而增强,0°/45°/90°/135°支架的压缩模量和强度比0°/45°支架高,0°/60°/120°支架的压缩模量和强度比0°/60°支架强;(4)从X方向压缩时,支架压缩模量和强度的规律与Y方向压缩相反;在5种支架中,0°/45°/90°/135°支架的拉伸模量和强度最大,0°/90°支架的拉伸模量和强度最小,0°/45°、0°/60°、0°/90°支架的拉伸强度和模量随角度增加而减小;(5)结果表明,0°/90°和0°/60°/120°填充结构的支架可满足力学性能各向同性的生理环境需求,其他3种结构可满足人体组织各向异性生长环境的要求。

关键词： 3D打印组织工程聚己内酯支架填充结构各向异性力学性能拉伸压缩

填充结构对熔融沉积3D打印制件拉伸性能的影响

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塑料工业 2023年第3期51卷 139-144,128页

作者：王琛周徵艺张晨赟南京林业大学家居与工业设计学院江苏南京210037

为提高熔融沉积3D打印制件的拉伸性能,通过熔融沉积3D打印工艺制作哑铃型试样,探究填充结构对3D打印制件拉伸性能的影响。结果表明,根据平面线型及空间特征,熔融沉积3D打印制件的填充结构分为三类:平行线型填充、立体单元型填充和网格... 详细信息

为提高熔融沉积3D打印制件的拉伸性能,通过熔融沉积3D打印工艺制作哑铃型试样,探究填充结构对3D打印制件拉伸性能的影响。结果表明,根据平面线型及空间特征,熔融沉积3D打印制件的填充结构分为三类:平行线型填充、立体单元型填充和网格线型填充;其中,平行线型填充结构中与拉伸方向一致的填充线条(丝材本体)数量影响了3D打印制件的拉伸性能,填充线条数量越多,制件的强度和刚度越大;立体单元型填充结构中的立体单元数量影响了3D打印制件的拉伸性能,立体单元的数量越多,制件的强度和刚度越大;网格线型填充结构中的网格密度影响了3D打印制件的拉伸性能,网格密度越大,制件的强度和刚度越大;相同工艺参数条件下,平行线型填充结构的比强度和比刚度最大,拉伸性能最强,立体单元型填充结构的拉伸性能次之,网格线型填充结构的拉伸性能最弱。

关键词：填充结构熔融沉积 3D打印拉伸性能

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增材制造自支撑设计综述

中国激光 2024年第10期 122-145页

作者：魏伟吴海鑫吴晓萱吴金斗龙雨广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西大学机械工程学院激光智能制造与精密加工研究所

增材制造（AM）的零件若存在悬垂部件，则往往需要添加额外的支撑结构，这不仅会影响打印效率，而且拆除支撑也会引发新的问题。结构自支撑设计能使增材制造摆脱对支撑结构的依赖，现已成为国内外的研究热点。本文首先总结了增材制造结... 详细信息

增材制造（AM）的零件若存在悬垂部件，则往往需要添加额外的支撑结构，这不仅会影响打印效率，而且拆除支撑也会引发新的问题。结构自支撑设计能使增材制造摆脱对支撑结构的依赖，现已成为国内外的研究热点。本文首先总结了增材制造结构自支撑设计的原理，接着综述了增材制造零件整体结构自支撑设计的研究进展以及增材制造填充结构自支撑设计的研究进展。其中，根据不同的结构优化方式，将增材制造零件整体结构自支撑设计进一步划分为基于连续体结构拓扑优化、离散结构拓扑优化和形状优化的结构自支撑设计，并分析了各类优化方法的优缺点。最后，讨论了提升计算效率以及提升结构性能的解决方案，并对未来的应用场景以及未来的研究重点进行了展望。

关键词：增材制造结构优化拓扑优化填充结构结构自支撑

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泡沫铝填充结构油罐车后防护装置优化设计

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2022年第3期41卷 247-252页

作者：于英华高文硕范中海李巢辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

为提高油罐车碰撞的安全性和环保性,以防护栏式油罐车后防护装置为研究原型,设计泡沫铝填充结构的油罐车后防护装置,运用多目标优化设计理论优化其结构.在两种主要交通事故中,对油罐车后防护装置原型结构和优化后泡沫铝填充结构进行有... 详细信息

为提高油罐车碰撞的安全性和环保性,以防护栏式油罐车后防护装置为研究原型,设计泡沫铝填充结构的油罐车后防护装置,运用多目标优化设计理论优化其结构.在两种主要交通事故中,对油罐车后防护装置原型结构和优化后泡沫铝填充结构进行有限元仿真,分析吸能性、应力、变形、加速度响应和质量.研究结果表明:当质量降低时,泡沫铝填充结构油罐车后防护装置的最大吸能量显著提高,最大应力、变形及加速度峰值降低.研究结论为油罐车后防护装置的设计提供理论依据.

关键词：泡沫铝填充结构后防护装置优化设计碰撞安全性

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抗浮性泡沫混凝土施工技术的应用

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第2期 0112-0115页

作者：龚子军陈馨怡周超中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610065

泡沫混凝土具有施工简便、快速的优势,但在面对临近湖泊、江河的施工环境下,如何提高抗浮、抗冲刷能力是值得深入研究的课题,本文结合市政景观工程抗浮性泡沫混凝土填充结构的施工,从提高混凝土整体容重、加强结构整体性、采用预制面板... 详细信息

泡沫混凝土具有施工简便、快速的优势,但在面对临近湖泊、江河的施工环境下,如何提高抗浮、抗冲刷能力是值得深入研究的课题,本文结合市政景观工程抗浮性泡沫混凝土填充结构的施工,从提高混凝土整体容重、加强结构整体性、采用预制面板等方面,详细介绍了抗浮性泡沫混凝土施工原理,通过具体施工工艺及质量控制对施工流程进行了详细描述,可供同类工程参考。

关键词：抗浮性泡沫混凝土填充结构

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泡沫铝填充结构改善汽车低速碰撞耐撞性研究

轻合金加工技术 2023年第10期51卷 42-48,52页

作者：陈梦园秦玉英宿佳敏辽宁工业大学汽车与交通工程学院辽宁锦州121000 苏州奥杰汽车技术股份有限公司江苏苏州215000

为改善汽车低速碰撞耐撞性,减少维修成本,试验研究了铝空管及泡沫铝填充管的三点弯曲性能,对比分析了部分填充与全填充的泡沫铝填充管的承载特性及吸能总量。建立了对应的三点弯曲有限元仿真模型,对比试验结果与模拟结果,验证了有限元... 详细信息

为改善汽车低速碰撞耐撞性,减少维修成本,试验研究了铝空管及泡沫铝填充管的三点弯曲性能,对比分析了部分填充与全填充的泡沫铝填充管的承载特性及吸能总量。建立了对应的三点弯曲有限元仿真模型,对比试验结果与模拟结果,验证了有限元仿真模型的可靠性。基于泡沫铝填充管的研究结果,进行了某轻型物流车前防撞梁总成在C-IASI前端低速碰撞工况下的模拟试验,对比汽车前防撞梁本体填充泡沫铝前后的耐撞性。结果显示,在前防撞梁本体中填充泡沫铝,改善了车辆的碰撞吸能性,降低了前端侵入量,提高了汽车安全性。

关键词：前防撞梁泡沫铝填充结构承载特性吸能总量

基于3D打印羟基磷灰石支架的填充结构与力学性能研究

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中国生物医学工程学报 2020年第1期39卷 91-96页

作者：李相成索海瑞王玲徐铭恩杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院杭州310018 杭州电子科技大学自动化学院杭州310018 浙江省医学信息与生物三维打印重点实验室杭州310018

3D打印骨组织工程支架是近来的研究热点,而制备同时具有高孔隙率和足够力学性能的骨组织工程支架是研究的难点之一。在孔隙率相同条件下,探究不同填充角度结构对3D打印支架力学性能影响。首先用Solid Works软件设计孔隙率相同的3种不同... 详细信息

3D打印骨组织工程支架是近来的研究热点,而制备同时具有高孔隙率和足够力学性能的骨组织工程支架是研究的难点之一。在孔隙率相同条件下,探究不同填充角度结构对3D打印支架力学性能影响。首先用Solid Works软件设计孔隙率相同的3种不同填充角度(45°、60°、90°)支架结构,以交点处结构作为支架的最小支撑单元,并用ABAQUS软件对其进行力学性能仿真,对仿真所得单元结构压缩模量进行累加,探究填充角度对支架力学性能的影响;进而通过3D打印制备3种填充结构的羟基磷灰石支架,测试支架的孔隙率和力学性能,对仿真结果进行验证。结果表明,仿真所得3种填充结构的压缩模量比为Es(90°)∶Es(60°)∶Es(45°)=12.3∶10.9∶10.0。打印得到3种不同填充角度(90°,60°,45°)的羟基磷灰石支架孔隙率无显著性差异,其压缩模量比为Es(90°)∶Es(60°)∶Es(45°)=15.4∶13.1∶10.0,与仿真结果趋势一致,90°填充的支架具有最高的抗压强度((7.36±0.63)MPa)和压缩模量((33.55±2.49)MPa),与力学性能最低的45°填充支架相比,抗压强提高74.8%,压缩模量提高55.18%。在孔隙率相同的条件下,单个孔型面积越小,其压缩模量和抗压强度越高。该研究为制备最优填充结构的3D打印生物支架提供分析方法和理论依据。

关键词： 3D打印填充结构力学性能孔隙率羟基磷灰石支架

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泡沫铝填充结构汽车车门防撞梁仿真

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2014年第12期33卷 1698-1701页

作者：于英华徐畅阮德灵宋海辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

为提高汽车侧碰安全性,利用泡沫铝的吸能特性,将泡沫铝填充到汽车车门的防撞梁中,设计一种新型填充结构防撞梁以提高汽车在侧面碰撞中的吸能特性.首先,以Hypemesh为前处理器,以LS-DYNA为求解器对传统结构防撞梁及所设计的新型防撞梁组... 详细信息

为提高汽车侧碰安全性,利用泡沫铝的吸能特性,将泡沫铝填充到汽车车门的防撞梁中,设计一种新型填充结构防撞梁以提高汽车在侧面碰撞中的吸能特性.首先,以Hypemesh为前处理器,以LS-DYNA为求解器对传统结构防撞梁及所设计的新型防撞梁组成的两种车门部件的碰撞特性分别进行仿真分析,得出两种车门部件与刚性柱侧碰时车门和防撞梁变形图、应力云图以及入侵速度-时间曲线.然后对仿真结果进行比较分析.结果表明,与传统结构防撞梁相比,泡沫铝填充结构防撞梁具有更高的吸能特性.

关键词：泡沫铝填充结构汽车车门防撞梁碰撞

泡沫铝填充结构大型齿轮优化设计及其性能分析

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2017年第9期36卷 955-959页

作者：于英华王烨陈玉明辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

为探讨大型齿轮传动装置轻量化及减振降噪新途径,以某矿用减速器大型齿轮为研究原型,初步设计了泡沫铝填充结构齿轮.以扭转刚度满足使用要求为约束条件,以降低齿轮的质量并提高其动态特性为优化目标,对泡沫铝填充结构齿轮进行优化.对三... 详细信息

为探讨大型齿轮传动装置轻量化及减振降噪新途径,以某矿用减速器大型齿轮为研究原型,初步设计了泡沫铝填充结构齿轮.以扭转刚度满足使用要求为约束条件,以降低齿轮的质量并提高其动态特性为优化目标,对泡沫铝填充结构齿轮进行优化.对三种齿轮的前5阶模态进行仿真分析,对其降噪性进行实验研究.结果表明,与原型齿轮相比,优化后和初始设计的泡沫铝填充结构齿轮的前5阶振型固有频率均有所提高,最大提高量分别为16.1%和1.9%;而振幅均有所降低,最大降低量分别为10.0%和5.4%;相同转速情况下前两种齿轮的传动噪声均较后一种齿轮的传动噪声有所降低,最大降低量分别为11.1%和5.5%.前两种齿轮的质量分别较后一种齿轮减轻10.92%和15.93%.证明了泡沫铝填充结构齿轮在提高大型齿轮轻量化和减振降噪特性方面的有效性.

关键词：泡沫铝填充结构大型齿轮优化轻量化降振减噪