基于Fluent的3D打印机成型腔内气固两相流动特性

基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对3D打印设备成型腔内流道气固两相流流动特性进行数值模拟,结合一种小型3D打印机建立物理模型,应用固体颗粒轨迹追踪的方法分析该3D打印设备成型腔内部产生大量烟雾的原因,对目前实际生产过程中产生问题进行解释;通过改变吸气孔高度、吹吸气孔距加工平台高度,定性分析其对腔体内产生烟雾量的影响。结果表明:实际加工过程中腔体内部产生大量烟雾的原因是层流气体发散严重,使箱体内部产生涡流现象,增加固体小颗粒在成型腔内部滞留时间;通过吹吸罩除尘理论对该型3D打印设备吸气孔高度进行理论计算,当吸气孔高度为32 mm,吹吸气孔距加工上表面高度为32~37 mm时烟雾量可以达到最小。

RPU-SPR-SPU新型三自由度并联机构静刚度分析

为解决Exechon机器人装配要求高、存在冗余约束而导致制造成本过高的问题,基于Exechon机床的并联部分设计其变异机构RPU-SPR-SPU(R-转动副、P-移动副、U-虎克铰、S-球副).应用螺旋理论计算新机构的自由度,采用矢量法求机构位置反解.考虑到新机构与原机构相比,刚度可能会有所降低,采用虚拟关节法求出机构刚度的数学模型,并且与有限元静力学分析的结果进行对比,验证公式的正确性.根据运动学反解在固定的工作平面上求出刚度分布情况,分析机构位型对刚度的影响.研究结果表明:RPU-SPR-SPU机构具有无冗余约束、装配简单等优点,刚度特性良好.

基于CFD的H型真空手套箱气固两相流动特性分析

基于计算流体力学方法对H型真空手套箱气内流道气固两相流流动特性进行数值模拟,以特种工况手套箱为研究对象,建立H型真空手套箱三维模型,应用气固双向耦合的方法探究该型手套箱的内部流场。通过分析内流道在不同工况下气固两相速度、颗粒粒径变化对固相运动过程的影响,对实际生产过程中箱体内达到理想氛围耗时较长、局部产生颗粒物沉积或烟雾现象进行阐释。通过理论分析和仿真发现,当固体颗粒物粒径恒定为90 nm时,随着进气口速度增大固体颗粒物速度随之明显增大,当进气口速度恒定为4.777 m/s,且颗粒粒径小于5μm时,固体颗粒物对气流组织伴随性良好;固体颗粒物粒径大于等于10μm时,固体颗粒物对气流组织伴随性较差,可能会产生局部沉积现象。