公开(公告)号：CN117951931A

公开(公告)日：2024-04-30

申请号：CN202311668383.5

申请日：2023-12-07

Applicant: 东北大学

Inventor： 张浩 ,  郭鹏越 ,  姬敬博 ,  安希忠

IPC: G06F30/23 ,  G06F30/28 ,  G16C60/00 ,  G06F111/10 ,  G06F113/10 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14 ,  G06F113/26

Abstract: 本发明涉及一种熔融沉积成型3D打印工艺辅助设计的数值模拟方法，使用柔性纤维‑非牛顿流体CFD‑DEM耦合模型模拟碳纤维与熔融聚合物的打印过程，能够实现碳纤维在打印喷头内弯曲变形和朝向分布的高精度预测以及提供喷头内部的流场信息。通过柔性纤维DEM模型将碳纤维的变形和断裂过程进行精准捕获，大大提高了计算精度。通过Carreau非牛顿流体模型模拟熔融聚合物在打印过程中不同速度区域内的粘度变化。应用该数值模拟方法可以实现不同工艺下碳纤维与熔融聚合物的流动过程，能够准确预测打印喷头内碳纤维的形变和朝向分布情况，从提高打印效率、降低喷头结构优化成本的角度对纤维增强复合材料3D打印过程进行优化设计。

公开(公告)号：CN117875158A

公开(公告)日：2024-04-12

申请号：CN202311668474.9

申请日：2023-12-07

Applicant: 东北大学

Inventor： 张浩 ,  郭鹏越 ,  姬敬博 ,  安希忠

IPC: G06F30/27 ,  G06F30/10 ,  G06F30/28 ,  G06F111/10 ,  G06F113/10

Abstract: 本发明提供一种基于模拟仿真和人工智能的FFF 3D打印工艺的优化方法，提出熔融沉积成型3D打印工艺打印喷头优化设计方案；构建熔融沉积成型3D打印工艺打印喷头模型；进行CFD‑DEM耦合数值模拟实验以及搭建人工神经网络，最终实现最优参数的确定。本发明将用于熔融沉积成型的打印喷头倾斜一定角度，打印喷头出口处为弧型设计。然后使用CFD‑DEM耦合数值模拟方法得到优化喷头后碳纤维的变形和断裂情况，然后将模拟结果用于搭建和训练预测人工神经网络，用于高效预测打印喷头改进后的优化效果。

公开(公告)号：CN117875140B

公开(公告)日：2024-07-05

申请号：CN202311668251.2

申请日：2023-12-07

Applicant: 东北大学

Inventor： 张浩 ,  姬敬博 ,  郭鹏越 ,  安希忠

IPC: G06F30/25 ,  G06F30/28 ,  G16C60/00 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08 ,  G06F113/10 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明提供复杂流体‑细长柔性颗粒相互作用特性的数值模拟方法，本发明基于熔融沉积成型过程中细长柔性颗粒的运动过程，使用非牛顿Carreau模型表征熔融状态热塑性材料的流变性质，可以很好的描述熔融原材料的粘度随剪切速率的变化情况，使用重叠网格技术实现细长柔性颗粒在流体中的大幅度运动，充分考虑了非牛顿流体与细长柔性颗粒之间的相互作用，能够预测细长柔性颗粒的变形、位置和姿态，并准确计算颗粒的阻力系数、升力系数和力矩系数。为熔融沉积成型设备的改进和优化设计提供了有效解决途径，具有重要的理论意义和实用价值。

公开(公告)号：CN117875140A

公开(公告)日：2024-04-12

申请号：CN202311668251.2

申请日：2023-12-07

Applicant: 东北大学

Inventor： 张浩 ,  姬敬博 ,  郭鹏越 ,  安希忠

IPC: G06F30/25 ,  G06F30/28 ,  G16C60/00 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08 ,  G06F113/10 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明提供复杂流体‑细长柔性颗粒相互作用特性的数值模拟方法，本发明基于熔融沉积成型过程中细长柔性颗粒的运动过程，使用非牛顿Carreau模型表征熔融状态热塑性材料的流变性质，可以很好的描述熔融原材料的粘度随剪切速率的变化情况，使用重叠网格技术实现细长柔性颗粒在流体中的大幅度运动，充分考虑了非牛顿流体与细长柔性颗粒之间的相互作用，能够预测细长柔性颗粒的变形、位置和姿态，并准确计算颗粒的阻力系数、升力系数和力矩系数。为熔融沉积成型设备的改进和优化设计提供了有效解决途径，具有重要的理论意义和实用价值。