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关键词

增材制造 30

设计 20

优化设计 11

三峡工程 10

智能制造 9

3D打印 8

多目标优化 7

建筑科学 7

机器学习 7

创新设计 6

材料设计 6

施工 5

2019 4

2020 4

稳健设计 4

4D打印 3

人工智能 3

协同设计 3

桥梁工程 3

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喷气发动机部件的设计与制造

韩品连

《工程(英文)》 2017年 第3卷 第5期   页码 648-652 doi: 10.1016/J.ENG.2017.05.017

摘要:

喷气发动机部件的设计(AD)和制造(AM)将彻底改变传统的航空航天工业。设计的独特性开创了喷气发动机设计和制造的新方向,比如梯度材料和微观结构。制造过程最重要的特征之一是其可以确保零件的一致性,因为它始于点,继而到线和层面,直至整个部件完成。设计和制造之间的协调是空气动力学、热力学、结构整合、传热、材料开发和加工等方面取得成功的关键。工程师必须改变设计零件的方式,因为他们要从传统的“减”方法转移到“”的新方法来制造零件。设计制造设计不一样。我们需要一种新方法和新工具来协助这种新的设计和制方式。本文详细讨论了设计制造中的需求,以及如何解决当前的问题。

关键词: 制造     设计     喷气发动机     多孔结构    

拓扑优化中采用制造填充构件的结构屈曲荷载提升设计 Artical

Anders Clausen, Niels Aage, Ole Sigmund

《工程(英文)》 2016年 第2卷 第2期   页码 250-257 doi: 10.1016/J.ENG.2016.02.006

摘要:

制造可实现优质多功能构件所具有的高度复杂几何构型的制备。可以直接制备内含多孔填充的结构部件是其独有特征的一个例证。现有的设计方法还难以充分利用这一设计自由度,直接获得类似结构的设计。本文将展示涂层方法 (coating approach) 的拓扑优化方法来作为多孔填充构件的设计方法,所设计的构件具有显著改进的临界屈曲载荷,从而使得整体结构部件的稳定性增强。这一后续过程往往只能获得次优设计。本文所展示的方法弥补了传统柔顺性拓扑优化模型中难以考虑构件屈曲约束的缺陷。利用涂层拓扑优化方法与传统柔顺性拓扑优化同时对经典的MBB 梁进行设计,并采用熔丝制造技术对设计结果进行了制备。实验结果验证了涂层方法的数学模型的正确性。

关键词: 制造     填充构件     拓扑优化     屈曲    

力学超构材料的结构设计制造研究进展 Review

卢晨曦, Mengting Hsieh, 黄志锋, 张驰, 林耀军, 沈强, 陈斐, 张联盟

《工程(英文)》 2022年 第17卷 第10期   页码 44-63 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.023

摘要:

力学超构材料可以被定义为一类结构材料,它前所未有的力学性能源自人工结构设计而非其组成材料。虽然宏观尺度和简单设计的结构可以通过传统的自上而下方式来制备,但许多不同尺度下的复杂设计仍然难以实现。制造(AM)的最新进展导致了许多新的超构材料理念的实现。AM方法能够制造具有高精度、极其复杂和高特征保真度的微尺度结构,使力学超构材料的快速发展成为可能,并大大降低了设计计算和实验验证周期。

关键词: 力学超构材料     负泊松比材料     结构设计     制造    

一种将拓扑优化设计转化为制造结构的实现方法 Article

刘书田, 李取浩, 刘君欢, 陈文炯, 张永存

《工程(英文)》 2018年 第4卷 第2期   页码 277-285 doi: 10.1016/j.eng.2017.09.002

摘要:
拓扑优化是一种用于确定最佳结构构型以获得所需性能的功能强大的设计方法。它已被广泛用于工程领域,如航空航天和汽车行业,以提高所设计结构的性能。其中一个空白是如何将拓扑结果(尤其是那些使用变密度框架获得的拓扑结果)解释为参数化计算机辅助设计(CAD)模型,以为随后进行的形状优化和制造创造条件。本文提出了一种将拓扑优化结果解释为适用于制造的STL 模型和参数化CAD 模型的新方法。在这个方法中,我们将首先提取拓扑优化结果的骨架,以确保可以保持原有形状,并使用滤波手段来获得更加光滑的边界。

关键词: 拓扑优化     制造     特征保持     自适应拟合     形状优化    

制造专题引言

制造专题编委会

《工程(英文)》 2017年 第3卷 第5期 doi: 10.1016/J.ENG.2017.05.027

制造(3D打印)发展趋势 Perspective

卢秉恒, 李涤尘, 田小永

《工程(英文)》 2015年 第1卷 第1期   页码 85-89 doi: 10.15302/J-ENG-2015012

摘要:

制造又称为3D打印,在过去30年间取得了快速发展并展示出前所未有的发展潜力。同时,这项发展潜力巨大的技术对传统工业也产生了不可估量的影响。3D打印的技术进步及其与传统制造工艺的融合,将推动制造业在材料研发、产品设计、生产工艺等方面进一步创新发展。最终,3D打印技术将与等制造、减制造形成三足鼎立局面,共同分享整个社会的制造业价值。

关键词: 制造     3D打印     制造模式     定制化制造     创新设计    

陶瓷喷墨打印制造技术 Review

Brian Derby

《工程(英文)》 2015年 第1卷 第1期   页码 113-123 doi: 10.15302/J-ENG-2015014

摘要:

陶瓷喷墨打印是一种基于微滴累加的成形技术,典型的微滴体积为10~100 pL。实现微滴累加成形的关键是开发稳定的陶瓷墨水,合适的墨水需要满足由雷诺数和韦伯数定义的流变特性参数空间。在微滴累加成形过程中,微滴首先与成形面碰撞变形并消耗动能,然后在毛细管力作用下铺展并达到平衡状态。已经可以确定的是打印过程中微滴相互作用并形成一维线性特征的机理,但是对二维和三维结构成形机理的认识还处于较低水平,成形二维面的稳定性低于成形一维线性结构。多数情况下,墨水通过蒸发固化,微滴碰撞基体所产生的“咖啡环”缺陷需要通过固化工艺加以控制。已经有大量文献报道了使用喷墨打印技术成形各种类型小型陶瓷零件的成功案例。作为一种未来的制造技术,陶瓷喷墨打印技术有广阔的应用前景。本综述的目的是探索陶瓷喷墨打印技术未来潜在的研究领域,加强对这种制造方法的理解。

关键词: 制造     3D打印     喷墨打印     陶瓷零件    

医用制造专题主编寄语

邱贵兴, 丁文江

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第11期   页码 1205-1206 doi: 10.1016/j.eng.2020.08.003

多功能结构设计与原位制造 Article

张岩, 张广玉, 乔菁, 李隆球

《工程(英文)》 2023年 第28卷 第9期   页码 58-68 doi: 10.1016/j.eng.2022.11.009

摘要:

多功能结构(MFS)通过多种功能融合以实现优异的综合性能,然而传统的多功能结构设计和制造方法通常缺乏质量控制,并且单一结构内集成不同材料和器件时需使用复杂装备和多种工艺采用“为了制造而设计”的思想,我们利用基于分层调控原理的优化设计模型,设计出了同时包含机械承载、电气、导热和辐射屏蔽多种功能的典型结构;并且开发了一种高温原位制造(AM)技术研究结果表明,所设计的多功能结构相比同尺寸聚醚醚酮树脂基板具有更低质量,而且刚度提升了21.5%;集成的电学器件在多功能结构超出弹性变形阶段后仍然正常工作;与聚醚醚酮基板相比,多功能结构中心热源区域下方的等效导热率提高了这项工作不仅为高性能设计和先进制造提供了一套系统方法,并为高端装备的功能拓展和性能提升提供了重要的应用前景。

关键词: 制造     多功能结构     优化设计     卫星     聚醚醚酮    

我国制造技术与产业发展研究

王磊,卢秉恒

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第4期   页码 202-211 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.04.018

摘要: 一些优势制造企业建立了包括基于制造技术的创新结构(如拓扑优化、晶状点阵结构、结构功能一体化)设计能力,制造成形工艺控制、后处理及质量检测评价等在内的全流程技术体系。近期,我国学者综述了制造的设计方法、材料、工艺与设备、智能结构、生物结构、极端环境应用进展,认为当前的制造技术不能全面满足传统制造业的标准化、规模化生产需求,阐述了未来10年制造技术的研究路线图在汽车行业,制造技术应用覆盖原型设计、模具制造、批量化打印零件等。针对前沿新材料,发挥制造技术在材料基因组设计新合金、多材料及功能复合材料构件制造方面的平台技术作用,研究基于制造的新材料合成技术、新材料制造工艺及其应用,形成高端装备用特种合金、电子打印材料,开展重大装备发展的顶层设计,从原始创新、新材料、核心器件、工业软件、高端装备、创新应用等方面着手,强化制造技术创新体系。

关键词: 制造     3D打印     先进制造     高端装备产业     复杂构件     结构创新    

制造专题主编寄语

卢秉恒

《工程(英文)》 2019年 第5卷 第4期   页码 597-597 doi: 10.1016/j.eng.2019.06.004

制造技术的医疗应用进展 Review

李春旭, Dario Pisignano, 赵宇, 薛佳佳

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第11期   页码 1222-1231 doi: 10.1016/j.eng.2020.02.018

摘要:

在过去的几十年间,制造(additive manufacturing, AM)技术可低成本、高效益地制造几何外形复杂的物体,在医疗行业得到了快速的发展和广泛的应用

关键词: 制造     医疗应用     制药学     医用植入物     医疗器械    

制造技术在假肢矫形器领域的应用 Review

王岩, 谭启涛, 蒲放, David Boone, 张明

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第11期   页码 1258-1266 doi: 10.1016/j.eng.2020.07.019

摘要: 这些问题随着制造(AM)技术的发展和应用迎刃而解。人们已经进行了大量的理论和实践尝试,但将该技术真正用以制造假肢矫形器并满足临床需要还存在很大挑战。另外,如何基于该技术设计出同时满足功能性和舒适性需求的产品也是待解决的问题。本研究回顾了AM技术在制造假肢矫形器方面的应用现状,并对基于计算分析的产品优化设计方法和生物力学评估做了讨论。我们还设计了一个系统框架,该框架融合了从目标肢体的医学影像扫描到高适配性能产品的全过程。该过程还包含了用有限元方法进行产品优化设计和生物力学评估的环节。

关键词: 制造     肌肉骨骼系统生物力学     计算模型     假肢矫形器     3D打印    

基于自组织映射的制造中数据驱动式微观组织和显微硬度设计 Article

甘政涛, 李恒阳, Sarah J. Wolff, Jennifer L. Bennett, Gregory Hyatt, Gregory J. Wagner, 曹简, Wing Kam Liu

《工程(英文)》 2019年 第5卷 第4期   页码 730-735 doi: 10.1016/j.eng.2019.03.014

摘要:

为了在镍基高温合金的制造(AM)中设计微观组织和显微硬度,本研究提出了一种新的数据驱动方法,该方法结合了物理模型、实验测量和数据挖掘方法。在多目标下,工艺参数的设计窗口可以从可视化映射中得到。这种被提出的方法可用于AM和其他数据密集型工艺过程。

关键词: 制造     数据科学     多重物理建模     自组织映射     微观结构     显微硬度     镍基高温合金    

面向精密制造的大范围柔性伺服系统

Zhen Zhang, Peng Yan, Guangbo Hao

《工程(英文)》 2017年 第3卷 第5期   页码 708-715 doi: 10.1016/J.ENG.2017.05.020

摘要:
本文主要介绍可用于微立体光固化(MSL)工艺的基于分布柔度簧片的大范围柔性纳米伺服系统的设计、开发和控制。作为这一高精度工艺的使能技术,本文设计了一种兼具毫米级运动行程和纳米级运动精度的紧凑型台式柔性纳米运动系统。由于在运行中无需装配和维护,这种柔性运动系统非常适合苛刻的操作条件。从机械设计的角度来看,镜像对称布局和适当的冗余约束对于抑制寄生运动至关重要。本文对此系统进行了详细的有限元分析(FEA),分析结果表面系统具有满意的机械特征。通过纳米运动系统的动力学模型辨识,本文设计了实时控制策略,并将其应用在一体加工的原型系统中。实验验证了面向MSL 工艺过程的轨迹跟踪性能。

关键词: 精密制造     微立体光固化     纳米定位     分布柔度簧片    

标题 作者 时间 类型 操作

喷气发动机部件的设计与制造

韩品连

期刊论文

拓扑优化中采用制造填充构件的结构屈曲荷载提升设计

Anders Clausen, Niels Aage, Ole Sigmund

期刊论文

力学超构材料的结构设计制造研究进展

卢晨曦, Mengting Hsieh, 黄志锋, 张驰, 林耀军, 沈强, 陈斐, 张联盟

期刊论文

一种将拓扑优化设计转化为制造结构的实现方法

刘书田, 李取浩, 刘君欢, 陈文炯, 张永存

期刊论文

制造专题引言

制造专题编委会

期刊论文

制造(3D打印)发展趋势

卢秉恒, 李涤尘, 田小永

期刊论文

陶瓷喷墨打印制造技术

Brian Derby

期刊论文

医用制造专题主编寄语

邱贵兴, 丁文江

期刊论文

多功能结构设计与原位制造

张岩, 张广玉, 乔菁, 李隆球

期刊论文

我国制造技术与产业发展研究

王磊,卢秉恒

期刊论文

制造专题主编寄语

卢秉恒

期刊论文

制造技术的医疗应用进展

李春旭, Dario Pisignano, 赵宇, 薛佳佳

期刊论文

制造技术在假肢矫形器领域的应用

王岩, 谭启涛, 蒲放, David Boone, 张明

期刊论文

基于自组织映射的制造中数据驱动式微观组织和显微硬度设计

甘政涛, 李恒阳, Sarah J. Wolff, Jennifer L. Bennett, Gregory Hyatt, Gregory J. Wagner, 曹简, Wing Kam Liu

期刊论文

面向精密制造的大范围柔性伺服系统

Zhen Zhang, Peng Yan, Guangbo Hao

期刊论文