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激光选区熔化成形多层级Gyroid点阵结构的力学性能研究

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力学学报 2025年第1期57卷 148-161页

作者：王鹏欢汤名锴王森林武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

三周期极小曲面(TPMS)结构因其优异的力学性能,在航空航天领域关键零件轻量化方面展现出广阔的应用前景.为有效增强TPMS结构力学性能及其轻量化程度,提出一种基于应力场引导的多层级TPMS点阵结构设计优化方法,设计出多层级Gyroid点阵结... 详细信息

三周期极小曲面(TPMS)结构因其优异的力学性能,在航空航天领域关键零件轻量化方面展现出广阔的应用前景.为有效增强TPMS结构力学性能及其轻量化程度,提出一种基于应力场引导的多层级TPMS点阵结构设计优化方法,设计出多层级Gyroid点阵结构,采用激光选区熔化技术制备了相应的点阵结构,并与体积分数相同的初级Ti6Al4V Gyroid点阵结构进行了对比研究.在此基础上,通过有限元模拟和压缩试验,系统研究了多层级Gyroid点阵结构的压缩性能、变形行为和能量吸收性能.结果显示,与相同体积分数的初级Gyroid点阵结构相比,多层级Gyroid点阵结构压缩性能显著提升,其弹性模量、屈服强度和极限强度分别提高了约36.52%,58.55%和57.62%,能量吸收能力提升了约42.85%.此外,与初级Gyroid点阵结构在斜压杆中心区域的45°剪切断裂模式不同,多层级Gyroid点阵结构初期在填充区域发生层状断裂,随后在未填充区域的斜压杆中心区域发生45°剪切断裂.基于Johnson-Cook塑性模型和损伤模型所建立的有限元模型能够准确预测多层级Gyroid点阵结构的变形行为和力学性能,其预测误差在20%以内.文章所设计的多层级Gyroid点阵结构具有优异的力学性能和能量吸收能力,为航空航天领域高性能轻量化零件优化设计与制造提供了新的思路与技术支持.

关键词：激光选区熔化三周期极小曲面多层级结构有限元分析力学性能

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钣金零件设计与制造的辅助快速分析软件FASTAMP

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塑性工程学报 2005年第z1期12卷 204-208,213页

作者：柳玉起李志刚杜亭章志兵华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074

基于改进的有限元逆算法开发了面向钣金零件设计与制造的商品化快速辅助分析软件FASTAMP.该软件考虑真实的冲压工艺参数和工艺条件,计算精度高、速度快,非常适合于分析钣金零件设计过程中可能存在的各种潜在缺陷,优化工艺设计,选择合适... 详细信息

基于改进的有限元逆算法开发了面向钣金零件设计与制造的商品化快速辅助分析软件FASTAMP.该软件考虑真实的冲压工艺参数和工艺条件,计算精度高、速度快,非常适合于分析钣金零件设计过程中可能存在的各种潜在缺陷,优化工艺设计,选择合适的板材,将产品设计、选材、工艺设计有机地联系起来,彻底改变传统产品与工艺设计过程中,主要依靠简单的解析理论、依靠经验和类比的设计思想.大幅度提高产品与模具设计制造效率,降低生产成本和开发周期,提高产品质量.

关键词：逆算法钣金零件产品设计工艺设计 FASTAMP软件

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板料成形过程中的质点变形不同步效应

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第6期31卷 13-15页

作者：李赞董湘怀李志刚华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

提出了板料成形时质点变形不同步效应这一新概念 .通过有限元数值分析发现 :在板料成形过程中 ,板料凸缘上到凹模口的垂直距离相等且相互邻近的一些质点 ,如果移动和变形状态不同步 ,就能有效地减小成形过程中的流动阻力 ,从而大幅度地... 详细信息

提出了板料成形时质点变形不同步效应这一新概念 .通过有限元数值分析发现 :在板料成形过程中 ,板料凸缘上到凹模口的垂直距离相等且相互邻近的一些质点 ,如果移动和变形状态不同步 ,就能有效地减小成形过程中的流动阻力 ,从而大幅度地提高板材的成形性能 .

关键词：成形过程流动阻力质点不同步效应

最优化生产技术在模具企业车间作业计划中的应用研究

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中国机械工程 2002年第22期13卷 1928-1930页

作者：熊禾根李建军肖祥芷华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

通过对作业计划编制方法和模具企业生产系统特点的简略分析与总结 ,提出在模具企业车间作业计划中运用最优化生产技术。研究了最优化生产技术应用于模具企业车间作业计划需要进一步改进的几个关键问题。针对模具企业生产过程的动态多变... 详细信息

通过对作业计划编制方法和模具企业生产系统特点的简略分析与总结 ,提出在模具企业车间作业计划中运用最优化生产技术。研究了最优化生产技术应用于模具企业车间作业计划需要进一步改进的几个关键问题。针对模具企业生产过程的动态多变性。

关键词：模具企业车间作业计划最优化生产技术生产系统

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基于格子玻耳兹曼的等离子射流场数值模拟

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第6期31卷 1-3页

作者：王桂兰朱杰英张海鸥华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

采用格子玻耳兹曼 (LB)方法建立了等离子射流温度场和速度场的计算模型 ,与传统数值方法相比 ,LB方法具有直观的物理背景 .用正六边形 7 bit网格划分计算区域 ,通过选取适当的两套平衡分布函数和采用Chapman Enskog展开及多尺度技术导... 详细信息

采用格子玻耳兹曼 (LB)方法建立了等离子射流温度场和速度场的计算模型 ,与传统数值方法相比 ,LB方法具有直观的物理背景 .用正六边形 7 bit网格划分计算区域 ,通过选取适当的两套平衡分布函数和采用Chapman Enskog展开及多尺度技术导出了等离子射流场的宏观方程 ,并将计算结果与已有文献的实验结果进行了比较 ,验证了计算模型的有效性 ;计算结果表明。

关键词：大气等离子射流格子玻耳兹曼数值模拟

单件订货型生产企业车间作业计划中时间参数的转换及其算法研究

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中国机械工程 2004年第9期15卷 788-791页

作者：熊禾根李建军肖祥芷华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

通过分析单件订货型企业车间作业计划过程中涉及的各种时间参数 ,提出一种包括时间参数前置处理和后置处理的车间作业计划思想 ,叙述了时间参数转换的概念、意义、方法和具体的转换算法。

关键词：单件订货型生产车间作业计划时间参数转换算法

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基于微分几何学的钢丝绳结构CAD

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第6期31卷 4-6页

作者：王桂兰赵瑞敏孙建芳张海鸥华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

基于微分几何学建立了二次捻制钢丝绳中钢丝的空间曲线方程 ,分析了钢丝绳典型捻向组合对绳中二次捻制钢丝曲率的影响 ,探讨了绳捻距倍数对捻制钢丝之间接触角的影响 .研究结果表明 ,同向捻对二次捻制钢丝曲率影响比交互捻的大。

关键词：钢丝绳捻距倍数曲率接触角

回流次数对Sn3.5Ag0.5Cu焊点特性的影响

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华中科技大学学报（自然科学版） 2006年第10期34卷 97-99页

作者：吴丰顺张伟刚吴懿平安兵华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

研究了回流次数对Sn3.5Ag0.5Cu焊点特性的影响,采用扫描电镜SEM和光学显微镜对多次回流后Sn3.5Ag0.5Cu焊点界面金属间化合物(IMC)层的形貌和拉伸断裂断口形貌进行了分析.结果表明:随着回流次数的增加,焊点的宽度和金属间化合物的厚度增... 详细信息

研究了回流次数对Sn3.5Ag0.5Cu焊点特性的影响,采用扫描电镜SEM和光学显微镜对多次回流后Sn3.5Ag0.5Cu焊点界面金属间化合物(IMC)层的形貌和拉伸断裂断口形貌进行了分析.结果表明:随着回流次数的增加,焊点的宽度和金属间化合物的厚度增加;焊料和凸点下金属化层(UBM)之间界面上的IMC组织从针状逐渐粗化;焊料的拉伸强度有轻微变化;断裂面第一次回流焊后出现在焊料中,而多次回流焊后断裂面部分出现在焊料中,部分出现在UBM和焊料的界面中.

关键词：回流焊回流次数凸点下金属化层金属间化合物

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激光烧结制备尼龙12/累托石纳米复合材料

高分子学报 2005年第5期15卷 683-686页

作者：汪艳史玉升黄树槐华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

将有机累托石与尼龙12粉末混合,采用激光烧结(SLS)技术制备了尼龙12累托石纳米复合材料,这是一种使纳米复合材料的制备与材料的成型同时进行的方法.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构进行了表征... 详细信息

将有机累托石与尼龙12粉末混合,采用激光烧结(SLS)技术制备了尼龙12累托石纳米复合材料,这是一种使纳米复合材料的制备与材料的成型同时进行的方法.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能及热性能进行了研究.结果表明,尼龙12分子在激光烧结过程中插入到累托石层间,形成的复合材料在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能及热稳定性能方面均优于尼龙12烧结试样.

关键词：尼龙12/累托石纳米复合材料激光烧结技术制备方法力学性能热性能