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1、第29卷第1期航空学报Vol29No12008年1月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAJan.2008文章编号:10006893(2008)01024006基于有限元法功能梯度材料零件自适应切片算法112王素,朱玉明,朱心雄(1北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100083)(2北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100083)AdaptiveSlicingAlgorithmofFunctionallyGradedMaterialComponentBasedonFiniteElementMet
2、hod112WangSu,ZhuYuming,ZhuXinxiong(1SchoolofTransportationScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)(2SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)摘要:快速原型制造技术采用分层和材料逐点或逐线堆积加工零件,适
3、合加工每层内或每层间材料有变化的非均质材料零件。分层切片是快速原型制造中非常重要的组成部分,尤其自适应切片是保证零件成型质量和提高快速原型制造效率的有效手段。综合考虑几何信息和材料分布信息,针对基于有限元法的功能梯度材料零件模型几何和材料表达特点,以零件表面外法线,材料变化梯度及材料分辨率为计算层片厚度的依据,对功能梯度材料零件快速原型制造中的自适应切片算法进行了研究。最后给出了分层实例,验证算法的正确性。关键词:快速原型制造;功能梯度材料零件;几何建模;材料建模;自适应切片中图分类号:TP3927文献标识码:AAbstract:Rapidprototypingtechn
4、ologyinvolveslayeredmanufacturinganddepositionofmaterialonapointfashionoralinewisefashiontomanufacturecomponents,andisspeciallysuitedtomanufacturetheheterogeneouscomponentsinwhichthematerialvariesinonelayerandbetweentwolayers.Slicingisaveryimportantprocedureinrapidprototyping,andespeciallyth
5、eadaptiveslicingistheeffectivemeanswhichguaranteesthequalityofcomponentsmoldingandimprovetheefficiencyofrapidprototypingmanufacturing.Anadaptiveslicingalgorithmispresentedconsideringthecharacteristicsofthegeometryandmaterialexpressionofthefunctionallygradedmaterialcomponentmodelbasedonfinit
6、eelementmethod.Thealgorithmisstudiedbyconsideringbothgeometryinformationandmaterialdistributioninformation.Thelayerthicknessiscomputedaccordingtothenormaldirectionofcomponent!sexternalsurface,thegradientofmaterialdistributionandmaterialresolution.Finally,anexampleispresentedtoverifythealgor
7、ithmvalidity.Keywords:rapidprototypingmanufacturing;functionallygradientmaterialcomponent;geometrymodeling;materialmodeling;adaptiveslicing随着现代科学技术的发展,超声速飞机、超声存在界面容易引起应力集中,导致微裂纹产生,甚速民用交通、现代航天飞行器以及下一代电力系至引起材料被破坏的缺陷,符合航空航天制造业统装置都对材料的设计与应用提出了新
