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新材料技术,无机非金属材料

本研究开发项目为一种熔融沉积产品内部热应力与关键成型参数间的关系模型。 研究内容为成型参数与产品抗拉强度关系、正交实验法探究成型参数间相互作用、碳纤维含量与连续碳纤维增强PLA产品抗拉强度关系和成型参数与产品热应力和翘曲变形关系。

（1）从热量角度建立成型参数与相邻丝材之间粘结强度的定量关系式，通过实验探究成型参数对产品抗拉强度和粘结强度的影响。 （2）从界面力学角度出发，建立产品抗拉强度与成型参数之间的数量关系模型。 （3）通过对比分析模型的理论值与实验值可知，验证所建立的抗拉强度分析模型的数值解与实验值的吻合度，完善抗拉强度与成型参数关系模型。 （4）采用正交实验法从成型参数对产品内部温度、相邻丝材间的粘结强度和产品的抗拉强度三个方面探究层厚、填充速度和填充率间的相互作用。 （5）用弹性-软化内聚力模型表示碳纤维与PLA间的界面状况，从界面力学的角度分析碳纤维含量对连续碳纤维增强PLA产品抗拉强度的影响。 （6）建立碳纤维含量与连续碳纤维增强PLA产品抗拉强度间的数学模型，并通过对比分析不同碳纤维含量试件抗拉强度的理论值与实验值，验证该模型的有效性。。 （7）探究层厚和填充速度对产品翘曲变形的影响，并描述试件热应力与成型参数间的数量关系。 （8）采用正交实验法探究层厚和填充速度对产品翘曲变形的影响。 （9）采集以不同参数打印试件底层丝材的温度，研究内部的加热一冷却循环过程与翘曲变形的关系。

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