CN111931398A - 一种基于3d打印的液压阀集成块支撑结构优化方法 - Google Patents

一种基于3d打印的液压阀集成块支撑结构优化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111931398A
CN111931398A CN202010684982.6A CN202010684982A CN111931398A CN 111931398 A CN111931398 A CN 111931398A CN 202010684982 A CN202010684982 A CN 202010684982A CN 111931398 A CN111931398 A CN 111931398A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydraulic valve
model
supporting structure
printing
pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010684982.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111931398B (zh
Inventor
陈继文
刘天琦
李建强
贝太学
郭守萌
尹宪军
赵彦华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jianzhu University
Original Assignee
Shandong Jianzhu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Jianzhu University filed Critical Shandong Jianzhu University
Priority to CN202010684982.6A priority Critical patent/CN111931398B/zh
Publication of CN111931398A publication Critical patent/CN111931398A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111931398B publication Critical patent/CN111931398B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/10—Additive manufacturing, e.g. 3D printing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/14—Pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Valve Housings (AREA)

Abstract

一种基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化方法，其特征在于：选取传统的液压阀集成块模型作为优化对象，对提取后的流道模型优化后生成管道模型；然后对其进行有限元分析，确定其应力最大点；接着根据分析结果在管道模型上加入支撑结构；最后对加入支撑结构的模型进行有限元分析，确定结构设计的合理性，如不符合要求则重复上一步工作，直到符合要求位置，优化工作结束。本发明的优点在于：本发明基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化方法，优化后的支撑结构更加合理，避免材料浪费，在保证了液压阀集成块支撑强度的同时减轻了产品的重量，轻量化效果明显。

Description

一种基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化方法
技术领域
本发明涉及一种基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化设计方法，属于液压制造领域。
背景技术
在传统的液压阀集成块加工中，由于是铸造成型，所以液压阀集成块内的管道支撑没有特殊的形状结构要求，只是规则的块状体，又因为液压阀集成块内部管道的分布位置不规则，所以在液压阀集成块的部分位置，其的支撑强度远比需要的大很多，这样就造成了材料的浪费，同时在液压阀块的另外一些位置，这样规则的支撑结构所能提供的支撑强度又太低，容易在液压阀集成块工作时造成变形，因此这种规则的块状体并不能给液压阀集成块的内部管道提供均匀恰当的支撑强度。
发明内容
针对液压阀集成块支撑结构材料浪费和支撑强度不均匀的问题，本发明提供了一种基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化方法。
实现本发明目的的技术方案，包括如下步骤：
步骤1：在液压阀集成块中提取流道模型，进行结构优化；
步骤2：对液压阀集成块的流道设置相对应适合的壁厚，生成管道模型；
步骤3：对管道模型进行有限元分析，根据分析结果在模型上加入新的实体结构作为支撑结构；
进一步地，上述步骤3所述的根据分析结果在模型上加入新的实体结构作为支撑结构，按如下步骤进行：
对管道模型进行有限元分析，确定此管道模型的应力最大点的位置；
在管道交叉转弯部位应力最大的区域使用加入不规则形状肋板的方法设计支撑结构；
在管道孔径变化的部位应力最大处，使用加厚管壁的方法设计支撑结构；
在直管道变形方向上加上立柱支撑，并且利用此结构连接管道形成一个整体；
考虑液压阀集成块3D打印的路径，加上必要的打印支撑；
对最终优化得到的液压阀集成块再一次进行有限元分析，确保支撑强度达到要求，否则，继续按照步骤3进行支撑结构的设计，直到支撑强度达到要求为止。
该发明的有益之处是，用上述方法制造的液压阀集成块结构简单，使用的材料比传统的生产方式少，质量减轻，在支撑强度达到要求的前提下没有造成材料的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的流程图；
图2是经过流行优化获得的流道模型示意图；
图3是生成的管道模型示意图；
图4是最终生成的液压阀集成块3D打印模型示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化方法，如图1所示，优化方法包括如下步骤：
步骤S1：在液压阀集成块中提取流道模型，进行结构优化；参见图2；
步骤S2：对液压阀集成块的流道设置相对应适合的壁厚，生成管道模型；参见图3；
步骤S3：对管道模型进行有限元分析，根据分析结果在模型上加入新的实体结构作为支撑结构；参见图4；具体地，通过有限元分析确定最大应力点的方式，确定支撑结构的设计的位置和形状，这样使材料的应用免于浪费。

Claims (2)

1.一种基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化方法，其特征在于，按下述步骤进行：
步骤1：在液压阀集成块中提取流道模型，进行结构优化；
步骤2：对液压阀集成块的流道设置相对应适合的壁厚，生成管道模型；
步骤3：对管道模型进行有限元分析，根据分析结果在模型上加入新的实体结构作为支撑结构。
2.根据权利要求1所述的基于3D打印的液压阀集成块支撑结构优化方法，其特征在于，步骤3中，得到管道模型后，对管道模型进行有限元分析，确定此管道模型的应力最大点的位置；在管道交叉转弯部位应力最大的区域使用加入不规则形状肋板的方法设计支撑结构；在管道孔径变化的部位应力最大处，使用加厚管壁的方法设计支撑结构；在直管道变形方向上加上立柱支撑，并且利用此结构连接管道形成一个整体；考虑液压阀集成块3D打印的路径，加上必要的打印支撑；对最终优化得到的液压阀集成块再一次进行有限元分析，确保支撑强度达到要求，否则，继续按照步骤3进行支撑结构的设计，直到支撑强度达到要求为止。
CN202010684982.6A 2020-07-16 2020-07-16 一种基于3d打印的液压阀集成块支撑结构优化方法 Active CN111931398B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010684982.6A CN111931398B (zh) 2020-07-16 2020-07-16 一种基于3d打印的液压阀集成块支撑结构优化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010684982.6A CN111931398B (zh) 2020-07-16 2020-07-16 一种基于3d打印的液压阀集成块支撑结构优化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111931398A true CN111931398A (zh) 2020-11-13
CN111931398B CN111931398B (zh) 2023-07-04

Family

ID=73313205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010684982.6A Active CN111931398B (zh) 2020-07-16 2020-07-16 一种基于3d打印的液压阀集成块支撑结构优化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111931398B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113042750A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 江苏徐工工程机械研究院有限公司 液压阀3d打印方法以及液压阀
CN113127991A (zh) * 2021-04-23 2021-07-16 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种液压阀块及液压阀块的轻量化设计方法
US12044307B2 (en) 2021-12-15 2024-07-23 Ford Global Technologies, Llc Unitized valve body having connection orifices
WO2024174357A1 (zh) * 2023-02-24 2024-08-29 江苏徐工工程机械研究院有限公司 集成阀、设计和制造集成阀的阀体的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108846148A (zh) * 2018-04-17 2018-11-20 山东大学 一种面向3d打印的基于tpms的模型结构优化方法和装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108846148A (zh) * 2018-04-17 2018-11-20 山东大学 一种面向3d打印的基于tpms的模型结构优化方法和装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
安宗文;权帅峰;: "基于AWE的大口径闸阀阀体强度分析与结构优化", 兰州理工大学学报, no. 02 *
曹伟涛;: "某水电站钢岔管ANSYS有限元分析", 中国水运(下半月), no. 08 *
王骥骁;弓振邦;刘贺同;高齐乐;: "核级管道非标支架的力学分析与优化设计", 装备环境工程, no. 12, pages 50 - 55 *
田长留;王华帅;梁应广;: "基于ANSYS的液压集成块内部孔道受力分析", 湖北农机化, no. 04, pages 191 - 192 *
郑平阳;郭金;杨欢;胡学光;: "基于AWE的阀体强度分析与结构优化设计", 化肥设计, no. 04, pages 62 - 66 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113042750A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 江苏徐工工程机械研究院有限公司 液压阀3d打印方法以及液压阀
CN113127991A (zh) * 2021-04-23 2021-07-16 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种液压阀块及液压阀块的轻量化设计方法
CN113127991B (zh) * 2021-04-23 2024-03-01 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种液压阀块及液压阀块的轻量化设计方法
US12044307B2 (en) 2021-12-15 2024-07-23 Ford Global Technologies, Llc Unitized valve body having connection orifices
WO2024174357A1 (zh) * 2023-02-24 2024-08-29 江苏徐工工程机械研究院有限公司 集成阀、设计和制造集成阀的阀体的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111931398B (zh) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111931398A (zh) 一种基于3d打印的液压阀集成块支撑结构优化方法
CN102231170B (zh) 一种涡轮叶片模具型腔的参数化定型方法
CN111177906B (zh) 一种离散化模具型面精确补偿方法
CN106734881A (zh) 一种防止精铸机匣蜡模变形的方法
CN104200037B (zh) 一种小双曲度钣金件的成形模具设计方法
CN104698969A (zh) 一种基于拟合法的回弹补偿方法
CN105893661A (zh) 一种多工位级进模模具母体结构拓扑优化方法
CN204135295U (zh) 一种高镍奥氏体球墨铸铁排气管浇铸模具
CN201008940Y (zh) 法兰铸件的铸造成形模具
CN104043776B (zh) 一种具批号砂芯的壳型、批号模具及批号制作方法
CN110705169B (zh) 一种改进的贴边岔管计算模型
CN108776743B (zh) 用于增材制造中针对悬垂结构基于正态分布布置支撑位的生成方法
CN108345703B (zh) 一种基于cae的内高压成型优化分析方法和系统
CN202155506U (zh) 铝合金油泵盖低压铸造油腔砂芯模具
CN106001933B (zh) 激光切割修边线的优化方法
CN204565050U (zh) 一种超大外型砂型
Yang et al. Design of hydraulic bulging die for automobile torsion beam and optimization of forming process parameters
CN107052212B (zh) 多腔类构件多向加载成形加载路径的确定方法
CN206633317U (zh) 一种分型面分类加工的注塑模具
CN206567494U (zh) 汽车发动机托架模具活块装置
CN205851788U (zh) 一种新型薄壁铸件类铸造实体模样的装置
CN205167598U (zh) 复合材料构建成型模具
CN105033176A (zh) 圆环类铸钢件分半铸造柔性拉筋的工艺方法
CN109014792A (zh) 一种水轮机金属蜗壳制造工艺
CN205020744U (zh) 一种活接头管件铸造覆膜砂模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant