增材制造產(chǎn)品性能預(yù)測技術(shù)
定 價:49 元
叢書名:智能制造類產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)系列教材
- 作者:楊化動
- 出版時間:2021/11/1
- ISBN:9787111688303
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TB4
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書主要介紹增材制造產(chǎn)品性能表征、仿真分析方法和仿真技術(shù)在典型增材制造工藝中的應(yīng)用等內(nèi)容。全書共10章。第1章增材制造技術(shù)概述簡介了增材制造的概念、原理、分類、優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn);第2章增材制造產(chǎn)品性能預(yù)測,分別從產(chǎn)品性能表征方法、產(chǎn)品質(zhì)量控制手段和產(chǎn)品性能預(yù)測技術(shù)方面進(jìn)行闡述;第3章增材制造技術(shù)仿真分析方法,介紹增材制造仿真軟件,ANSYS宏觀溫度場、應(yīng)力場和流場仿真分析、多尺度仿真技術(shù)和工藝參數(shù)性能優(yōu)化;第4~9章分別介紹仿真技術(shù)在熔融沉積成型、光固化成型、金屬粉末床熔融成型、激光直接金屬堆積成型、電弧增材制造成型和電子束自由成型工藝中的應(yīng)用;第10章介紹使用ANSYS Additive Science模塊進(jìn)行金屬增材微觀組織仿真分析的方法。本書具備增材制造成型過程仿真的理論深度與企業(yè)實踐的實用性,配套豐富的工程實例和先進(jìn)算法,適合項目化教學(xué),重點強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生解決增材制造復(fù)雜工程問題的能力。
本書可作為職業(yè)院校機(jī)械相關(guān)專業(yè)和高等院校機(jī)械工程、材料工程、智能制造工程專業(yè)教材,也可作為工程技術(shù)人員的自學(xué)用書。
為便于教學(xué),本書配套有電子教案、助教課件、微課視頻等教學(xué)資源,選擇本書作為教材的教師可來電(01088379193)索取,或登錄www.cmpedu.com網(wǎng)站,注冊、免費(fèi)下載。
增材制造技術(shù)可制造任意復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的零件,提高了設(shè)計自由度,柔性高并具有對產(chǎn)品及結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行變化的快速響應(yīng)能力,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。然而,在增材制造技術(shù)快速發(fā)展的同時,缺乏增材制造產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和體系,是限制增材制造技術(shù)發(fā)展的重要因素。增材制造涉及多學(xué)科,成型過程涉及多物理場,目前在控形控性技術(shù)的研究中,還有眾多的科學(xué)問題需要探究。為提高增材制造產(chǎn)品的質(zhì)量和成功率,需要從多尺度研究其性能預(yù)測方法。為適應(yīng)增材制造行業(yè)發(fā)展的需要,編寫了本書。
本書主要介紹增材制造產(chǎn)品的性能表征方法、通用仿真理論和仿真技術(shù)在典型增材制造工藝中的應(yīng)用,重點強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生解決增材制造復(fù)雜工程問題的能力,編寫過程中力求體現(xiàn)以下的特色。
(1)體現(xiàn)新模式從提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的角度出發(fā),采用“學(xué)中做”和“做中學(xué)”的項目化教學(xué)策略,每章配置豐富的教學(xué)案例。
(2)力求先進(jìn)性立足增材制造技術(shù)發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn),多維度探索增材制造產(chǎn)品性能預(yù)測方法,提高其形性控制調(diào)節(jié)能力。
(3)追求實用性理論與實踐相結(jié)合,旨在解決降低試錯次數(shù),提高增材制造產(chǎn)品質(zhì)量和成功率等在增材制造發(fā)展中所面臨的實際問題。
本書在內(nèi)容處理上主要有以下幾點說明:①以ANSYS作為主要使用的軟件;②教學(xué)案例所使用的軟件版本為ANSYS 18;③本書建議學(xué)時為40學(xué)時,學(xué)時分配建立見下表。
章節(jié)名稱講課學(xué)時上機(jī)學(xué)時第1章增材制造技術(shù)概述2第2章增材制造產(chǎn)品性能預(yù)測4第3章增材制造技術(shù)仿真分析方法6第4章熔融沉積成型技術(shù)(FDM)仿真分析42第5章光固化成型技術(shù)(SLA)仿真分析42第6章金屬粉末床熔融成型技術(shù)(PBF)仿真分析42第7章激光直接金屬堆積成型技術(shù)(DMD)仿真分析2第8章電弧增材制造技術(shù)(WAAM)仿真分析2第9章電子束自由成型技術(shù)(EBF)仿真分析2第10章金屬增材微觀組織仿真分析22
本書由安世亞太公司具有豐富教學(xué)經(jīng)驗和實踐能力的專業(yè)教師、企業(yè)工程師們共同編寫。
由于編者水平有限,書中不妥之處在所難免,懇請讀者批評指正。
編者
前言
第1章增材制造技術(shù)概述1
11增材制造技術(shù)原理及分類1
12增材制造技術(shù)優(yōu)勢4
13增材制造技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)6
習(xí)題6
第2章增材制造產(chǎn)品性能預(yù)測7
21增材制造產(chǎn)品性能表征7
211金屬增材制造產(chǎn)品性能表征9
212非金屬增材制造產(chǎn)品性能表征14
22增材制造產(chǎn)品質(zhì)量控制手段17
23基于仿真分析的產(chǎn)品性能預(yù)測技術(shù)19
習(xí)題20
第3章增材制造技術(shù)仿真分析方法21
31增材制造仿真軟件簡介21
32ANSYS 溫度場、應(yīng)力場和流場分析25
321APDL語言基礎(chǔ)知識25
322溫度場分析35
323應(yīng)力場分析37
324流場分析38
33ANSYS Additive Print仿真分析40
34ANSYS Workbench Additive仿真分析48
35ANSYS Additive Science仿真分析53
36增材制造工藝過程多尺度仿真57
361粉末床模擬58
362格子玻爾茲曼法62
363元胞自動機(jī)65
37增材制造工藝參數(shù)優(yōu)化66
371智能優(yōu)化算法66
372多目標(biāo)優(yōu)化算法75
習(xí)題78
第4章熔融沉積成型技術(shù)(FDM)仿真
分析79
41FDM成型工藝79
42FDM成型工藝仿真模擬80
421FDM成型過程溫度場的有限元
模擬80
422FDM成型過程應(yīng)力應(yīng)變場有限元
模擬83
423FDM成型工藝過程仿真實例85
43FDM成型質(zhì)量影響因素96
44FDM成型工藝參數(shù)優(yōu)化98
習(xí)題102
第5章光固化成型技術(shù)(SLA)仿真
分析103
51SLA成型工藝103
511SLA成型工藝原理103
512SLA的特點104
513SLA快速原型制作過程104
52SLA成型工藝仿真模擬105
521模型理論基礎(chǔ)105
522施加載荷及約束108
523仿真案例109
53SLA成型誤差分析117
54工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計121
習(xí)題121
第6章金屬粉末床熔融成型技術(shù)
(PBF)仿真分析122
61SLM成型工藝原理122
62SLM成型仿真理論基礎(chǔ)123
63SLM成型工藝仿真過程123
631ANSYS仿真模型選取與參數(shù)
設(shè)計123
632ANSYS仿真模型建立124
633有限元模擬結(jié)果與分析129
64仿真案例134
641考慮材料屬性轉(zhuǎn)換的仿真分析
(ANSYS)134
642溫度場與應(yīng)力場仿真分析(ANSYS
Additive)148
643溫度場與應(yīng)力場仿真分析(EDEM
Flow 3D)155
644固有應(yīng)變算法的增材工藝仿真分析
(ANSYS Additive Print)160
645熱—力耦合算法的仿真分析(ANSYS
Workbench Additive)166
646考慮掃描路徑的增材工藝仿真
分析(AM Prosim)169
習(xí)題171
第7章激光直接金屬堆積成型技術(shù)
(DMD)仿真分析172
71DMD成型工藝原理172
72有限元熱—力耦合模型173
73DMD成型工藝參數(shù)優(yōu)化173
74DMD成型工藝仿真案例173
習(xí)題176
第8章電弧增材制造技術(shù)(WAAM)
仿真分析177
81WAAM成型工藝原理177
82WAAM成型尺寸精度影響因素179
83WAAM成型工藝仿真案例179
習(xí)題183
第9章電子束自由成型技術(shù)(EBF)
仿真分析184
91EBF成型工藝原理184
92EBF成型溫度場和應(yīng)力場分析185
習(xí)題188
第10章金屬增材微觀組織仿真
分析189
101模擬仿真采用材料189
102仿真參數(shù)設(shè)置190
103單道仿真模擬190
1031激光功率對單道熔池影響的仿真
計算190
1032掃描速度對單道熔池影響的仿真
計算191
104內(nèi)部缺陷仿真模擬192
1041激光功率對于內(nèi)部缺陷影響的
仿真計算192
1042激光掃描速度對于內(nèi)部缺陷
影響的仿真計算192
1043鋪粉厚度對于內(nèi)部缺陷影響的
仿真計算193
1044掃描間距對于內(nèi)部缺陷影響的
仿真計算193
105微觀結(jié)構(gòu)仿真模擬194
1051激光功率對微觀結(jié)構(gòu)影響的仿真
計算194
1052激光掃描速度對微觀結(jié)構(gòu)影響的
仿真計算197
1053基板預(yù)熱溫度對微觀結(jié)構(gòu)影響的
仿真計算197
1054鋪粉厚度對微觀結(jié)構(gòu)影響的仿真
計算202
1055掃描間距對微觀結(jié)構(gòu)影響的仿真
計算202
1056起始激光角對微觀結(jié)構(gòu)影響的仿真
計算206
1057旋轉(zhuǎn)激光角對微觀結(jié)構(gòu)影響的
仿真計算209
習(xí)題212
參考文獻(xiàn)213