一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法，具体包括如下步骤：步骤1，设定支座的设计参数：步骤2，根据步骤1设定的参数设计支座的结构；步骤3，设定悬臂梁的设计参数：步骤4，根据步骤3设定的悬臂梁参数在支座的顶部一侧设计悬臂梁结构；步骤5，在悬臂梁和支座之间设计自支撑结构，即得到带有自支撑结构的单悬臂梁架，所述自支撑结构的形状为圆弧或者椭圆弧。采用本方法设计出的单悬臂梁架在打印完成后无需去除自支撑结构，节省了原料，也降低了打印成本。

A design method of self support structure of single cantilever beam

The invention discloses a design method of self support structure of the cantilever beam, and includes the following steps: Step 1, setting the design parameters of bearings: Step 2, step 1 set the parameters according to the structure design of bearings; step 3, set the design parameters of the cantilever beam: Step 4, according to the 3 steps set the cantilever beam parameters in the side bearing top design of cantilever beam structure; step 5, the design of self support structure between the cantilever beam and bearing with self supporting structure of single cantilever beam is obtained, the self support structure is in the shape of circular or ellipse arc. Using this method to design the single cantilever beam in after printing without removing the self support structure, save raw material, but also reduces the cost of printing.

【技术实现步骤摘要】
一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法
本专利技术属于增材制造
，涉及一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法。
技术介绍
熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层，直至形成整个实体造型。这种加工方式使得当上层截面大于下层截面时,上层截面多出的部分由于无材料的支撑将会出现悬浮(或悬空),从而使多出的截面部分发生塌陷或变形,影响零件原型的成型精度,甚至使零件不能成型。常用于解决解决打印过程中出现塌方变形的方法是添加支撑结构，而支撑结构可分为两种：一种是加于工作台之上、保证预成型的零件原型处于水平位置的基底支撑，另一种是为原型提供支撑和定位的辅助结构、保证足够的强度和稳定性的对原型的支撑。目前，在进行打印时，既可以采用软件自动为单悬臂梁架添加支撑结构，自动添加的支撑结构从所在打印平台开始，直至平台单悬臂梁架结构底部，耗材严重，且大大增加了打印时间，还可以使用软件人为添加各种形状支撑：单臂板或双壁板等支撑。但由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，设定支座(1)的设计参数：支座(1)的设计参数具体为：长度a

【技术特征摘要】
1.一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，设定支座(1)的设计参数：支座(1)的设计参数具体为：长度a2、宽度b2、高度c2；步骤2，根据步骤1设定的参数设计支座(1)的结构；步骤3，设定悬臂梁(2)的设计参数：悬臂梁(2)的设计参数具体为：长度a1、宽度b1、垂直截面高度差c1以及悬臂梁(2)与支座(1)之间的夹角θ，θ的范围为[90°，180°)；步骤4，根据步骤3设定的悬臂梁(2)参数在支座(1)的顶部一侧设计悬臂梁结构；步骤5，在悬臂梁(2)和支座(1)之间设计自支撑结构(3)，即得到带有自支撑结构的单悬臂梁架，所述自支撑结构的形状为圆弧或者椭圆弧。2.根据权利要求1所述的一种带有自支撑结构的单悬臂梁架的设计方法，其特征在于：所述步骤5的具体过程如下：步骤5.1，根据悬臂梁(2)与支座(1)之间的夹角θ的不同取值范围选取θ的加权系数k1，具体过程如下：当θ＝90°时，加权系数k1等于2；当90＜θ＜150时，加权系数k1等于3；当150≤θ＜180时，加权系数k1等于0；步骤5.2，计算悬臂梁(2)的长度a1与支座(1)高度c1的比值s，0＜s＜1，根据比值s的不同取值范围确定该比值s的加权系数k2，求加权系数k2的具体过程如下：当0＜s＜0.2，加权系数k2等于1；当0.2≤s＜0.7，加权系数k2等于2；当0.7≤s≤1时，加权系数k2等于3；步骤5.3，根据步骤5.1和步骤5.2所得的结果求自支撑结构(3)的加权系数k；步骤5.4，根据步骤5.3所得的加权系数k选取自支撑结构(3)的类型，其中，0＜k≤9，具体过程为：当0＜k≤4时，自支撑结构(3)的形状为圆弧；当4＜k≤9时，自支撑结构(3)的形状为椭圆弧，椭圆弧的长轴短轴比为7：4；步骤5.5，求单悬臂梁架的危险截面(4)的许用弥补长度[r]；步骤5.6，确定单悬臂梁架的危险截面(4)的实际弥补长度r1、r2，当自支撑结构为圆弧状时，单悬臂梁架的危险截面(4)的实际弥补长度为r1；当自支撑结构为椭圆弧状时，单悬臂梁架的危险截面(4)的实际弥补长度为r2；步骤5.7，求自支撑结构(3)的起始点距支座底部的距离h1、h2，其中h1为圆弧状自支撑结构的起始点距支座底部的距离，h2为椭圆弧状自支撑结构的起始点距支座底部的距离h2；步骤5.8，确定自支撑结构(3)的终止位置；步骤5.9，令自支撑结构(3)的宽度b等于悬臂梁的宽度b1，当自支撑结构为圆弧状时，圆弧所对圆心o...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳琳，李蒙，李凯凯，易天格，万初亮，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61