理想材料零件是由單質材料、復合材料、功能梯度材料和按照一定規(guī)律分布的功能細結構材料甚至嵌入器件等構成的復雜非均勻材料零件，在達到節(jié)約資源的同時，大大提高了零件的整體性能，實現(xiàn)零件的材料構成、幾何外形和宏觀性能的完美結合。理想材料零件打破了傳統(tǒng)零件由一種材料構成的常規(guī)，使得傳統(tǒng)均質材料零件的設計理論和制造方法已經(jīng)無法應用在理想材料零件之上，為此，必須探索全新的理想材料零件設計理論與制造方法。 CAD模型是非均質材料零件設計與制造研究的熱點問題，也是理想材料零件數(shù)字化并行設計與制造中的基礎問題。本論文針對于此展開，首先給出了理想材料零件的概念及其數(shù)字化并行設計與制造框架和存在的問題；然后分別從復合材料分析的均勻化理論和基于該理論的材料細觀結構拓撲優(yōu)化設計兩個方面闡述了理想材料零件的現(xiàn)實性與理論依據(jù)。 本文將理想材料零件CAD模型建立在以幾何空間為底空間、以材料空間為叢空間的結構上，使用非流形幾何模型作為理想材料零件幾何拓撲模型的基礎，并在半邊數(shù)據(jù)結構基礎上，針對理想材料零件的非流形特征局限內部邊界上的特點，給出了一個半面數(shù)據(jù)結構來表述零件的幾何拓撲信息； 對于理想材...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1理想材料零件示意圖

Fig.1一1ComPositionDiagramofidealfunetionalmaterialeomPonents.2.2理想材料零件的數(shù)字化并行設計和制造傳統(tǒng)均勻材料零件的設計與制造，一般是根據(jù)零件使用中的運動、荷載等求，著重對零件的幾何特征展開設計和制造。零件的材料特征....

圖1一3理想材料零件設計流程示意圖

圖1一3理想材料零件設計流程示意圖Fig.1一3FlowehartoftheIFMCdesign如圖1一3，理想材料零件的設計由兩部分構成，第一部分是零件性能的設計，要根據(jù)用戶的具體需求，尤其是特殊的功能需求，在一定幾何特征基礎上，建立性能分布特征。幾何特征作為性能特征的底空間，....

圖1一6典型的成型子系統(tǒng)構造Fig.l一6Thetypiealjetheadsubsystem

系統(tǒng)的供料情況。那么一個典型的成型子系統(tǒng)如圖1一6所示，控制系統(tǒng)控制驅動電源和供料系統(tǒng)協(xié)同動作，給噴頭提供連續(xù)不斷的原料供應，并同時在噴頭內部保持一定的背壓力，以消除噴頭管中的毛細現(xiàn)象;此外，控制部分還根據(jù)加工過程中噴頭運動的幾何坐標，從零件的CAD數(shù)據(jù)中取得相應的材料信息，控制....

圖1一8.具有細結構的壓電陶瓷Figl一8PiezoeleetriceeramicsWithmesostructure

削加工等方法，本質上利用積分法，采用材料逐漸增長的理，將零件的數(shù)字化模型按一定方式離散，成為可加工的散點，而后采用物.理或化學手段，如用激光束選擇性地固樹脂，或切割一層層的紙或金屬薄片，或燒結一層層的粉源選擇性地噴射一層層的粘結劑或熱熔性材料，形成各截并將各平面輪廓順次逐步疊加形....

本文編號：3998330