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木塑材料3DP打印机运动控制系统轨迹跟踪研究 被引量:2
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作者 王琦 刘子昕 +2 位作者 王鑫旭 李晓旭 闫承琳 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期127-137,共11页
针对木塑材料3DP打印机运动控制系统X轴负载较大而导致CoreXY机构在进行开环控制时打印精度较差的问题,研究3DP打印机的模型预测控制(MPC)智能轨迹跟踪算法,提高打印精度和打印速度。基于黏结剂喷射(3DP)成型工艺和CoreXY机构的传动特... 针对木塑材料3DP打印机运动控制系统X轴负载较大而导致CoreXY机构在进行开环控制时打印精度较差的问题,研究3DP打印机的模型预测控制(MPC)智能轨迹跟踪算法,提高打印精度和打印速度。基于黏结剂喷射(3DP)成型工艺和CoreXY机构的传动特点设计了木塑材料3DP打印机运动控制系统,提出了一种适用于3DP打印机的MPC轨迹跟踪策略。采用笛卡尔坐标系下近似圆形切片的打印轨迹作为参考轨迹,建立CoreXY机构A、B电机闭环系统的预测模型,运用MPC理论将打印速度和精度的多约束最优控制问题变为带约束的二次函数进行求解,对比参考轨迹与实际打印轨迹之间的误差,进而研究不同打印速度对轨迹跟踪效果的影响。对仿真结果进行分析计算得出,打印速度在80~400 mm/s范围内,3DP打印机的喷胶位点均可实现对参考轨迹的较准确跟踪,A、B电机皮带位移最大横向误差分别为0.0097和0.0060 mm,X、Y轴横向误差的平均绝对误差分别为0.357和0.362 mm。对比PID控制,MPC控制策略的各项衡量指标都更优,且参数更易整定,横向误差更小,提高了3DP打印机喷射路径的准确度和效率。随着打印速度的降低,MPC控制器的横向误差逐渐减小,系统的轨迹跟踪效果更准确和稳定,最终绘制参考轨迹与实际轨迹形状基本重合。 展开更多
关键词 3dp打印机 模型预测控制(MPC) 轨迹跟踪 CoreXY机构 3dp工艺
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UV光固化粘结剂3DP法三维打印及粘结剂的特性 被引量:5
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作者 杨建明 杨小青 +2 位作者 张迪湦 汤阳 陈劲松 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第24期84-87,92,共5页
为了实现低成本三维打印制备金属、陶瓷零件,研究了喷射UV光固化粘结剂的3DP法,介绍了该3DP法三维打印制备金属、陶瓷零件的完整工艺流程,研究了所采用的UV光固化粘结剂的有关特性。结果表明,紫外光照强度在750~1500 m W/cm2内对粘结剂... 为了实现低成本三维打印制备金属、陶瓷零件,研究了喷射UV光固化粘结剂的3DP法,介绍了该3DP法三维打印制备金属、陶瓷零件的完整工艺流程,研究了所采用的UV光固化粘结剂的有关特性。结果表明,紫外光照强度在750~1500 m W/cm2内对粘结剂的固化情况影响不大,峰值固化时间都在4~5 s,总固化时间在21~22 s。粘结剂加热到约230℃时完全固化,约340℃时开始分解,约460℃时分解完全。固化后的粘结剂及其烧损后的残留物中主要含C、H和O三种元素。所得到的研究结果可为整个工艺过程有关参数的选择和最终制件成分的控制提供依据。 展开更多
关键词 三维打印 3dp 粘结剂 UV光固化 热固化
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基于STM32的木塑颗粒3D打印机系统设计 被引量:11
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作者 郭艳玲 刘佳鑫 李健 《现代电子技术》 北大核心 2019年第18期120-124,共5页
随着3D打印技术的快速发展,木塑材料已成为新型打印材料.因此设计一款基于STM32的木塑颗粒3D打印机系统.该系统以STM32单片机为控制核心,控制螺杆挤出、挤出温度、底板加热温度以及步进电机运动等实现3D打印.实验结果表明,采用螺杆挤出... 随着3D打印技术的快速发展,木塑材料已成为新型打印材料.因此设计一款基于STM32的木塑颗粒3D打印机系统.该系统以STM32单片机为控制核心,控制螺杆挤出、挤出温度、底板加热温度以及步进电机运动等实现3D打印.实验结果表明,采用螺杆挤出的设计思路,保留FDM打印机的三维运动机构,木塑颗粒3D打印机能够大幅度地提高打印效率;而且使用木塑颗粒材料降低了打印材料成本,也拓展了木塑材料在增材制造技术的应用范围. 展开更多
关键词 3D打印机 木塑材料 STM32单片机 螺杆挤出 三维运动 打印效率
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光固化粘结剂3DP法三维打印金属制件 被引量:3
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作者 杨建明 汤阳 +1 位作者 陈劲松 张迪湦 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第8期123-125,130,共4页
为了开发低成本的金属制件3D打印方法,以UV光固化胶为粘结剂,采用3DP法三维打印技术打印了316L不锈钢试样生坯,并将打印坯脱粘后分别在1325℃、1350℃、1375℃下真空烧结,研究了烧结温度对烧结试样的尺寸收缩、密度、力学性能、拉伸断... 为了开发低成本的金属制件3D打印方法,以UV光固化胶为粘结剂,采用3DP法三维打印技术打印了316L不锈钢试样生坯,并将打印坯脱粘后分别在1325℃、1350℃、1375℃下真空烧结,研究了烧结温度对烧结试样的尺寸收缩、密度、力学性能、拉伸断口形貌和粘结剂残留的影响。结果表明,随着烧结温度的增加,试样收缩增大,密度、维氏硬度和抗拉强度均有提高,粘结剂残留量减少;拉伸断口显示,随着烧结温度的增加,烧结程度逐渐增强,因而使得试样收缩、密度和力学性能呈现上述变化。 展开更多
关键词 三维打印 3dp 光固化粘结剂 金属件 烧结 力学性能
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3DP法三维打印技术制备骨科植入物的发展现状 被引量:2
5
作者 陈现伦 杨建明 +2 位作者 黄大志 陈劲松 汤阳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第4期35-39,共5页
由于3DP法三维打印技术具有成形速度快、成本低、材料选择范围广等优点,近年来在许多领域已表现出很大的潜力,尤其是在医学领域。叙述了3DP法的工艺原理、优缺点、植入物结构建模过程。介绍了该技术制备的植入物类型、所用材料及其烧结... 由于3DP法三维打印技术具有成形速度快、成本低、材料选择范围广等优点,近年来在许多领域已表现出很大的潜力,尤其是在医学领域。叙述了3DP法的工艺原理、优缺点、植入物结构建模过程。介绍了该技术制备的植入物类型、所用材料及其烧结、热处理,最后对该技术在制备植入物方面的发展做出展望。 展开更多
关键词 三维打印 3dp 植入物 发展现状
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水基粘结剂3DP法三维打印多孔316L不锈钢的研究 被引量:2
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作者 杨建明 曹赛男 +1 位作者 王永宽 汤阳 《热加工工艺》 北大核心 2022年第2期60-64,共5页
在316L不锈钢粉末中混入粘性粉末聚乙烯醇(PVA)和淀粉,向混合粉末喷射水基溶液,采用3DP法三维打印技术制备出生坯;并进行真空脱粘和烧结,然后获得了多孔不锈钢打印制件。研究了混合粉末中PVA含量及烧结温度对打印制件尺寸收缩、孔隙率... 在316L不锈钢粉末中混入粘性粉末聚乙烯醇(PVA)和淀粉,向混合粉末喷射水基溶液,采用3DP法三维打印技术制备出生坯;并进行真空脱粘和烧结,然后获得了多孔不锈钢打印制件。研究了混合粉末中PVA含量及烧结温度对打印制件尺寸收缩、孔隙率、力学性能、拉伸断口形貌和碳含量的影响。结果表明,随着PVA含量的增加,打印制件的收缩率、孔隙率和碳含量均增加,而力学性能不是简单地递增或递减;随着烧结温度的升高,打印制件的收缩率、力学性能均增大,孔隙率降低,碳含量减少,拉伸断口形貌呈现出粉末颗粒冶金结合更紧密的现象。最后将打印制件的性能与块体022Cr17Ni12Mo2(316L)不锈钢、医用植入材料所要求的相应参数值进行了比较。 展开更多
关键词 三维打印 3dp 多孔金属 水基粘结剂 力学性能
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3DP法三维打印金属多孔结构基本打印单元的研究 被引量:1
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作者 杨建明 王永宽 +1 位作者 顾海 汤阳 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第8期13-17,共5页
介绍了3DP法三维打印多孔结构的打印方式,开展了3DP法三维打印试验,研究供胶压力、喷头驱动电压、点胶时间、喷头温度四项喷胶参数对单道喷胶线条的影响,确定3DP法能够成形的多孔结构的单元最小极限尺寸。结果表明,在保证喷胶线条质量... 介绍了3DP法三维打印多孔结构的打印方式,开展了3DP法三维打印试验,研究供胶压力、喷头驱动电压、点胶时间、喷头温度四项喷胶参数对单道喷胶线条的影响,确定3DP法能够成形的多孔结构的单元最小极限尺寸。结果表明,在保证喷胶线条质量及线宽尽可能小的情况下,喷胶参数的合理选取范围为供胶压力18~22kPa、喷胶驱动电压42~48V、点胶时间1.0~1.6ms、喷头温度25℃~35℃,相应得到的单道喷胶线宽约为0.5~1.0mm。能够成形的多孔结构最小骨架尺寸约1.95mm,最小孔隙尺寸约0.75mm。 展开更多
关键词 三维打印 3dp 金属多孔结构 工艺参数 喷胶线条
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3DP法三维打印制备超高分子量聚乙烯植入物 被引量:3
8
作者 杨建明 王永宽 +1 位作者 陈现伦 黄大志 《电加工与模具》 2019年第1期52-55,共4页
以UHMWPE、水溶粘性麦芽糊精和PVA的混合粉末为原料,利用水基粘结剂的粘结作用,以3DP法初步打印制备超高分子量聚乙烯植入物。形成打印坯后,在去粉后进行两次加热操作,并在加热中间安排水浸法脱粘,从而得到打印制件。最后,利用医学CT、... 以UHMWPE、水溶粘性麦芽糊精和PVA的混合粉末为原料,利用水基粘结剂的粘结作用,以3DP法初步打印制备超高分子量聚乙烯植入物。形成打印坯后,在去粉后进行两次加热操作,并在加热中间安排水浸法脱粘,从而得到打印制件。最后,利用医学CT、MRI等获得的数据,采用Mimics软件进行人体植入物的三维建模,以3DP法制备获得了UHMWPE植入物样件。 展开更多
关键词 三维打印 3dp 超高分子量聚乙烯 植入物
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高分子材料3DP法三维打印坯的水浸法脱黏研究
9
作者 黄大志 顾海 +2 位作者 杨建明 王晓丽 陈现伦 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期48-52,共5页
以麦芽糊精粉末和聚乙烯醇粉末为黏结剂,采用3DP法三维打印制备得到高分子材料坯件,经过加热预熔合后,采用超声波清洗机进行水浸法脱黏,采用称重法和拉曼光谱分析检测黏结剂去除情况,研究了水温、超声振动和浸泡时间对脱黏效果的影响。... 以麦芽糊精粉末和聚乙烯醇粉末为黏结剂,采用3DP法三维打印制备得到高分子材料坯件,经过加热预熔合后,采用超声波清洗机进行水浸法脱黏,采用称重法和拉曼光谱分析检测黏结剂去除情况,研究了水温、超声振动和浸泡时间对脱黏效果的影响。结果表明,水温越高,脱黏效果越好;有超声振动时,可明显提高脱黏效率;浸泡时间越长,脱黏效果越好。得到本研究试样的两种较为理想的脱黏方案,即40℃水温超声振动下浸泡9 h和50℃水温超声振动下浸泡6 h。 展开更多
关键词 三维打印 3dp 脱黏 水浸法 超声振动
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金属3DP法三维打印水基黏结剂体系的研究
10
作者 杨建明 顾海 +1 位作者 陈劲松 汤阳 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2019年第7期36-40,共5页
为了拓展3DP法三维打印技术的应用,介绍了金属3DP法两种常用的黏结方式,并选择水基黏结剂体系用于不锈钢粉末的3DP打印试验,研究了所采用的聚乙烯醇(PVA)和淀粉两种黏性粉末以及所喷射溶液的有关特性。结果表明,加热到约240℃时,PVA开... 为了拓展3DP法三维打印技术的应用,介绍了金属3DP法两种常用的黏结方式,并选择水基黏结剂体系用于不锈钢粉末的3DP打印试验,研究了所采用的聚乙烯醇(PVA)和淀粉两种黏性粉末以及所喷射溶液的有关特性。结果表明,加热到约240℃时,PVA开始分解,加热到约280℃时,淀粉开始分解,加热到约600℃时,两者都基本分解完成。黏性粉末烧损后极少量的残留物中只含C、H和O三种元素。不锈钢粉末中添加10wt%PVA和2wt%淀粉得到的混合粉末具有较好的流动性,能够得到平整光滑的铺粉表面。以80vol%水与20vol%乙醇为溶剂添加少量聚乙烯吡咯烷酮配制得到的喷射溶液,其黏度和表面张力均在3DP技术适用溶液的参考值范围内,得到的打印层无翘曲变形。最后采用该水基黏结剂体系得到了质量较好的打印坯。 展开更多
关键词 金属三维打印 3dp 水基黏结剂 黏性粉末 喷射溶液
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Uprint 3D打印机:桌面多功能快速成型的完美选择
11
《航空制造技术》 2009年第16期106-106,共1页
上海福斐科技发展有限公司(以下简称“福斐科技”)是提供快速成型整体解决方案的高科技企业,是一家专业从事快速成型、三维反求建模、工业设计、快速模具及小批量产品快速制作的专业设备供应商和服务提供商。主要产品有:Stratasys ... 上海福斐科技发展有限公司(以下简称“福斐科技”)是提供快速成型整体解决方案的高科技企业,是一家专业从事快速成型、三维反求建模、工业设计、快速模具及小批量产品快速制作的专业设备供应商和服务提供商。主要产品有:Stratasys FDM多功能快速成型机,Objet Eden系列高精度快速成型机;VIVID系列三维扫描仪,Rexcan3三维扫描仪; 展开更多
关键词 快速成型机 多功能 打印机 三维扫描仪 高科技企业 小批量产品 3D 桌面
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3DP打印砂型(芯)的研究及应用进展 被引量:1
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作者 郑雨杭 蒋松 +3 位作者 周奇 廖慧敏 李玉和 曾明 《热加工工艺》 北大核心 2023年第23期29-34,共6页
与传统工艺相比,三维喷印技术(3DP)打印砂型(芯)在铸造工艺开发或复杂铸件的单件小批量生产时,优势明显且极具发展潜力。近年来,3DP在砂型铸造领域的研究和应用发展迅速,成为备受关注的热点。本文对3DP进行了介绍,综述了3DP打印砂型(芯... 与传统工艺相比,三维喷印技术(3DP)打印砂型(芯)在铸造工艺开发或复杂铸件的单件小批量生产时,优势明显且极具发展潜力。近年来,3DP在砂型铸造领域的研究和应用发展迅速,成为备受关注的热点。本文对3DP进行了介绍,综述了3DP打印砂型(芯)的研究和应用现状,并对存在的问题及研发应用前景进行了探讨。 展开更多
关键词 三维喷印(3dp) 铸造 砂型(芯)
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木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程仿真及关键参数研究
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作者 刘子昕 王琦 +2 位作者 闫承琳 王鑫旭 李晓旭 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期651-658,共8页
【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射... 【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射阀撞针的位移特征、UV胶的流变特性进行测定分析,确定了影响木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程的喷射参数。采用有限元法对微滴喷射过程进行仿真,分析了微滴喷射过程中UV胶在喷嘴处速度、压力和质量流率的变化特征,获得了喷射参数对微滴喷射过程的影响规律。选取撞针速度、喷嘴直径、供胶压力为自变量,以液滴成形质量和主液滴速度为评价指标,开展仿真试验求解优化参数组。【结果】单因素试验得到了撞针速度0.3~0.9 m·s^(−1),喷嘴直径0.10~0.20 mm,供胶压力0.1~0.3 MPa,阀座锥角120°~130°的合理喷射参数范围。正交试验得到了喷嘴直径是影响液滴质量的显著因素,供胶压力是影响液滴速度的显著因素,并获得最优的喷射参数组合为喷嘴直径0.10 mm,撞针速度0.9 m·s^(−1),供胶压力0.1 MPa、阀座锥角130°。【结论】建立了基于木塑复合材料3DP微滴喷射过程的VOF有限元模型,完成了喷射参数对微滴喷射影响的研究,获得了最优的喷射参数组合。 展开更多
关键词 木塑复合材料 三维打印与胶黏(3dp) 撞针式喷射阀 紫外光胶黏剂 喷射参数
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3DP分层切片中基于点云射线投影的NURBS曲面切片算法 被引量:5
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作者 李娜 程继红 杨继全 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第2期242-246,共5页
给出用于三维打印机的分层切片算法。利用打印模型点云图像不同方向的分形维数参数和切片层数来确定切片方向;通过建立点云在切平面映射的NURBS曲线来拟合模型轮廓线,然后产生打印机使用的指令G代码。设计λ进制数来确定切片方向。λ进... 给出用于三维打印机的分层切片算法。利用打印模型点云图像不同方向的分形维数参数和切片层数来确定切片方向;通过建立点云在切平面映射的NURBS曲线来拟合模型轮廓线,然后产生打印机使用的指令G代码。设计λ进制数来确定切片方向。λ进制数由两个要素组成,其一是分形维数D,其二是切片层数N,D和N都是越小越好。确定了打印方向后,可进行切片处理,得到切平面。点云图像的散乱点映射到切平面,这些点用带一定偏移量的射线来划分,射线与点云交点就是形成NURBS曲线的控制点。详细给出控制点寻找以及建立NURBS曲线及曲面的过程。首先引入分形维数参数D作为重要参数来确定切片方向,使用λ进制体系优化打印方向,提出高效的射线分割算法来分割点云,并使用NURBS曲线拟合来获得精确的边界轮廓。通过两个模型验证该算法误差都在公差允许范围内,优化了打印方向,提高了打印速度。 展开更多
关键词 三维打印机(3dp) 切片算法 点云 射线投影法 NURBS曲线
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3D打印成就航天梦
15
《航空制造技术》 2015年第10期99-99,共1页
普立得科技有限公司是提供快速成形整体解决方案的高科技企业,专门为客户提供快速成形机、三维扫描仪、三维打印机、逆向软件、金属打标机、3D工业设计工具等专业设备。
关键词 三维打印机 3D 高科技企业 快速成形机 航天 整体解决方案 三维扫描仪 设计工具
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基于三维光敏传感器的太阳能电池板自动跟踪系统设计 被引量:2
16
作者 程静涛 郭爱英 +1 位作者 梁美丽 杨晋生 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第7期106-110,共5页
目前太阳能光伏电池跟踪系统主要在静止状态下安装使用,存在受地域、时间、季节和天气等方面的影响。所研究的跟踪设备均不适用于移动物体。文中采用研制的"三维光敏传感器"作为自动跟踪系统的关键技术,具有低成本、高效率的... 目前太阳能光伏电池跟踪系统主要在静止状态下安装使用,存在受地域、时间、季节和天气等方面的影响。所研究的跟踪设备均不适用于移动物体。文中采用研制的"三维光敏传感器"作为自动跟踪系统的关键技术,具有低成本、高效率的特点。该系统的创新之处是使太阳能跟踪系统在移动物体上获得最大的转换效率。把系统安装在高速行驶的汽车、火车,军舰或轮船上,不论物体向何方行驶、如何调头、拐弯,该系统都能保证完成最大功率转换。其应用前景可观。 展开更多
关键词 光伏电池 可移动式自动跟踪 dsPIC30F3014 三维光敏传感器(3dpS)
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使用3D-LUT的黑色生成算法 被引量:2
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作者 乔新亮 曾平 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期222-223,F003,共3页
针对高品质彩色打印的应用需求,提出一种改进的GCR黑色生成算法。首先提出生成打印样本集的改进方法,然后介绍了使用3D-LUT建立打印机模型时的关键问题,最后给出了传统GCR方法和新方法的结果对比。相比传统方法,新方法明显增大了低明度... 针对高品质彩色打印的应用需求,提出一种改进的GCR黑色生成算法。首先提出生成打印样本集的改进方法,然后介绍了使用3D-LUT建立打印机模型时的关键问题,最后给出了传统GCR方法和新方法的结果对比。相比传统方法,新方法明显增大了低明度部分色域,提高了打印机色彩再现能力减小了校正误差。, 展开更多
关键词 3D-LUT 黑色生成算法 三维查找表 灰色分量替代法 彩色打印机 计算机
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隧道开挖对既有建筑物影响的离心试验研究 被引量:2
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作者 赵立财 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2022年第4期54-66,共13页
已有研究表明,隧道开挖引起的沉降对建筑物的影响显著,目前对于该问题的研究仍然仅限于简单的建筑模型阶段,还无法准确模拟隧道沉降对建筑性能(譬如建筑刚度)的影响程度。针对此问题,本文给出了在复杂地表结构的砂土中进行隧道开挖的试... 已有研究表明,隧道开挖引起的沉降对建筑物的影响显著,目前对于该问题的研究仍然仅限于简单的建筑模型阶段,还无法准确模拟隧道沉降对建筑性能(譬如建筑刚度)的影响程度。针对此问题,本文给出了在复杂地表结构的砂土中进行隧道开挖的试验模拟方法以及一系列相应的离心试验结果。该试验模型采用以粉末为材料的三维打印技术,可制作具有真实布局、立面开口和地基的建筑模型。此材料具有类似于历史案例中建筑物所具有的杨氏弹性模量与脆性响应,因此可以定量研究模型效应和边界条件。试验结果与前人的研究结果基本吻合,表明在试验结果与实际隧道开挖过程中土-结构相互作用基本一致。该试验方法给出了建筑物对隧道沉降影响的定量研究框架,对于类似研究具有借鉴意义。 展开更多
关键词 隧道开挖 三维打印(3dp)技术 既有建筑物 离心试验
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