طراحی و تولید فزاینده قطعه هوافضا در شرایط خستگی بحرانی
چکیده
تولید فزاینده نسل جدیدی از روش های تولید است و از داده های دیجیتال طراحی رایانه ای ارسال شده برای ماشین جهت تولید استفاده می کند. بنابراین، تولید فزاینده یک روش تولید مستقیم دیجیتال محسوب می شود. این پژوهش روشی را جهت طراحی آن دسته از قطعات حیاتی هواپیمایی ارائه می کند که تحت شرایط خستگی و در راستای تولید فزاینده استفاده می شوند. قطعه ی هواپیمای انتخابی که در شرایط خستگی بحرانی قرار داشت، از نظر توپولوژی بهینه سازی شد و سپس مجدداً طراحی شد تا قابلیت تولید پیدا کند. با کمک این مطالعه ی بهینه سازی، 45 درصد صرفه جویی در پارامتر جرم بدست آمد، در حالی که الزامات مکانیکی نیز محقق شدند. شبیه سازی های تولید به تغییر شکل های گرمایی می پردازند و قطعه ی بهینه شده با کمک روش جوش لیزری بستر پودری تولید شد و عملیات های ثانویه تولید شد.
1. مقدمه
صنعت هوافضا یکی از حیاتی ترین بخش هایی است که بیشترین استفاده از تولید فزاینده در آن صورت می گیرد و انتظار می رود که مجموع درآمد حاصل از تولید فزاینده به تدریج ظرف مدت 20 سال افزایش یابد (8). این روند خارق العاده ی تولید فزاینده، ناشی از فناوری های تولید فزاینده می باشد. این فناوری ها، تولید دیجیتال مستقیم و نوین درنظر گرفته می شوند. تولید دیجیتال مستقیم و نوین به این صورت تعریف می شود: تولید غیرمتمرکز قطعات برمبنای فرآیند مناسب احراز کیفیت و تأیید اعتبار (5). دلیل دیگر برای استفاده ی گسترده از تولید فزاینده را می توان به انعطاف پذیری در طراحی نسبت داد. به یمن آزادی تولید در فرآیندهای تولید فزاینده، هندسه های پیچیده تر که از ویژگی سبک تر و سخت تر بودن برخوردار هستند را می توان طراحی و تولید نمود. در طراحی در راستای تولید فزاینده، روش بهینه سازی توپولوژی ترجیح داده می شود و علت آن نقش مهم آن در کاهش وزن می باشد.
Abstract
Additive Manufacturing (AM) is a new generation manufacturing method and AM is using digital CAD data directed to the machine to manufacture. AM is therefore regarded as a direct digital manufacturing method. This research work presents the methodology for designing critical aerospace parts used under fatigue conditions for AM. Selected fatigue critical aerospace part was topologically optimized then re-designed for manufacturability. With this optimization study, 45 % mass saving was obtained while mechanical requirements were satisfied. Manufacturing simulations for thermal distortions are covered and the optimized part was manufactured with laser powder bed fusion (L-PBF) and secondary operations were applied.
1. Introduction
The aviation and space industries are the most critical sectors where additive manufacturing (AM) is most potentially used and the total revenues from AM are expected to gradually increase over the next 20 years [8]. Such an extraordinary trend of AM is of course the AM Technologies is regarded as the novel direct digital manufacturing (DDM). DDM defines as the de-centralized manufacturing of the parts in accordance with proper qualification and certification [5]. Another reason behind the extensive usage of AM can be correlated with the flexibility in design. Owing to the manufacturing freedom of the AM processes, more complex geometries having lighter and stiffer properties can be designed and manufactured. In design for AM, topology optimization (TO) method has been preferred due to its significant role in weight reduction
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش ها
2.1. مواد
2.2. تولید فزاینده
2.3. پس پردازش ها
2.4. طراحی و تحلیل
3. نتایج و بحث
3.1. بهینه سازی توپولوژی
3.2. طراحی مجدد نتیجه ی بهینه سازی توپولوژی
3.3. تحلیل های تأییدی
3.4. شبیه سازی های تولید
3.5. تولید فزاینده ی قطعه
4. نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Materials
2.2. Additive Manufacturing
2.3. Post Processes
2.4. Design and Analysis
3. Results and Discussions
3.1. Topology Optimization
3.2. Redesign of the Topology Optimization Result
3.3. Validation Analyses
3.4. Manufacturing Simulations
3.5. Additive Manufacturing of the Part
4. Conclusions
Acknowledgements
References
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه