周期性细观结构功能精确制造中的机械精度设计

基本信息
批准号:51675082
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:杨睿
学科分类:
依托单位:大连理工大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王克欣,闫子彬,刘宁,何晓萌,郭锋,李盼
关键词:
精度设计数字化制造细观结构功能结构
结项摘要

The objects, which are constructed by periodic functional meso-structure,always can perform some innovative properties. Once the meso-structure and geometry of the object combined perfectly, it can improve the performance of the object greatly. The proposal focus on the precise function manufacturing of the periodic meso-structure. It considered the followed two characteristics. One is that the scale of geometrical error in manufacturing is closed to the scale of meso-structure's geometrical features. And the other is that functional sensitivity of the periodic meso-structure is inhomogeneous on the different position of the profile. The project will launch the followed research works, which are (1) the adaptively splitting and the key section recognizing method for topological optimization designed profile of the functional meso-structure, (2) the sensitivity analyses based calculation method for constraint boundary of key profile section, (3) the modeling and parametric representing for the inhomogeneous and asymmetric tolerance zone of the meso-scale freeform profile, (4) the experimental verification for typical functional meso-structure. The most important innovation in this project is that an inhomogeneous and asymmetric tolerance zone constraint method for meso-scale freeform profile is proposed. This new tolerance constraint will be used in the manufacturing of periodic meso-structure, and will try to served as a constrain to insure the function precision.

功能性细观结构按照周期性排列构成的材料或零件,拥有与常规性能截然不同的宏观性能,能够实现零件的细观结构和宏观几何的完美结合,并极大提高零件的整体性能,是未来工程设计的理想解决方案。本项目针对周期性细观功能结构的功能精确制造问题,从细观结构几何特征尺度与误差尺度接近,以及轮廓要素上各点对功能形成影响不同的特点着眼,试图通过功能性细观结构拓扑优化边界的自适应分段及关键轮廓段识别方法、基于性能敏度分析的轮廓要素段内外约束边界生成方法、自由曲线轮廓要素的非均匀非对称公差带建模与参数化表述,以及相关的典型功能性细观结构的数字化精确制造实验等研究工作,提出不同于传统线轮廓度公差概念的细观自由曲线轮廓要素非均匀、非对称公差带约束方法,探讨其在功能性细观结构制造中的应用,最终从功能精确创成角度,为周期性细观结构的功能精确制造提供可靠的几何精度设计方法。

项目摘要

功能性细观结构按照周期性排列构成的材料或零件,拥有与常规性能截然不同的宏观性能,能够实现零件的细观结构和宏观几何的完美结合,并极大提高零件的整体性能,是未来工程设计的理想解决方案。本项目针对周期性细观功能结构的功能精确制造问题,从细观结构几何特征尺度与误差尺度接近,以及轮廓要素上各点对功能形成影响不同的特点着眼,发展了面向功能精确实现的细观结构拓扑优化离散边界的自适应分段方法及关键轮廓段识别技术,提出了基于性能敏度分析的轮廓要素段内外约束边界生成方法、自由曲线轮廓要素的非均匀非对称公差带建模与参数化表述,以及相关的典型功能性细观结构的数字化精确制造实验等研究工作,形成了不同于传统线轮廓度公差概念的细观自由曲线轮廓要素非均匀、非对称公差带约束方法,最终为周期性细观结构高性能精确制造中的几何精度设计方法奠定了理论与关键技术基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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