本发明专利技术公开了一种面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置，涉及增材制造航空发动机设计及制造技术领域，所述装置包括：载体、载体转接设备、载体支架、光路反射镜、反射镜转接件、基座连杆和基座；其中，所述载体通过载体转接设备与载体支架螺纹连接；所述光路反射镜通过反射镜转接件与所述基座连杆螺纹连接于所述载体支架内部；所述基座连杆与所述基座螺纹连接。该装置用于解决送粉式增材制造产品内应力空间分布规律和大小的快速原位表征难题，进而为增材制造航空发动机部件拓扑设计优化仿真提供本构关系工艺相关性分析及调控提供技术支持。调控提供技术支持。调控提供技术支持。
【技术实现步骤摘要】
面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置
[0001]本专利技术涉及增材制造航空发动机设计及制造
，尤其涉及一种面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置。
技术介绍
[0002]增材制造技术是基于增量理念通过逐点、逐线、逐层堆积的方式完成零件“从下到上”、“从无到有”制造成型的新工艺。特别是送粉式增材制造因具有尺寸约束小、材料组成可控、性能分布参数化制造等优势被认为是增材制造的核心技术之一，已在航空航天等尖端行业发挥了重要作用。然而由于增材制造产品几何结构和构成材料同时成型的制造方式导致增材制造零部件的材料性能数据随增材制造设备、成型工艺等技术的不同存在差异，呈现出明显的工艺相关性，特别是力学性能各向异性对增材制造航空发动机零部件拓扑优化的强度设计和服役能力形成了严重的挑战。因此，如何对增材制造航空发动机零部件的力学性能进行原位分析和调控就显得尤为重要。然而，现有研究表明针对增材制造力学性能分析方法尚不完善，特别是面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能各向异性的分析及调控装置匮乏。
技术实现思路
[0003]本专利技术目的在于提供一种面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置，用于解决送粉式增材制造产品内应力空间分布规律和大小的快速原位表征难题，进而为增材制造航空发动机部件拓扑设计优化仿真提供本构关系工艺相关性分析及调控提供技术支持。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置，其特征在于，所述装置包括：载体、载体转接设备、载体支架、光路反射镜、反射镜转接件、基座连杆和基座；其中，
[0006]所述载体通过载体转接设备与载体支架螺纹连接；
[0007]所述光路反射镜通过反射镜转接件与所述基座连杆螺纹连接于所述载体支架(300)内部；
[0008]所述基座连杆与所述基座螺纹连接。
[0009]在一种可能的实施方式中，所述载体设计成“米”字式；其中，
[0010]所述载体的载体上表面为增材制造成型结构的承载表面；
[0011]所述载体的载体下表面为经抛光处理达到镜面反射要求；
[0012]所述载体的右45
°
测试区、左45
°
测试区、上y测试区、下y测试区、右x测试区、左x测试区、右
‑
45
°
测试区和左
‑
45
°
测试区的矩形截面积及形状相同，且相邻部分夹角互为45
°
；
[0013]所述载体的特征尺寸包括：a为20～30cm，b为20～30mm，厚度h为10～15mm。
[0014]在一种可能的实施方式中，所述载体转接设备包括：载体转接件，载体左固定螺
栓，载体右固定螺栓，支架转接件；其中，
[0015]所述载体转接件与支架转接件通过载体左固定螺栓和载体右固定螺栓螺纹嵌套结构同轴安装。
[0016]在一种可能的实施方式中，所述载体正中心设置有载体螺纹孔；其中，
[0017]所述载体和载体转接件通过载体螺纹孔和转接件螺栓连接。
[0018]在一种可能的实施方式中，所述的支架转接件与载体支架通过支架转接件螺栓和载体支架螺纹孔连接。
[0019]在一种可能的实施方式中，所述载体和光路反射镜沿着载体转接件通孔和反射镜转接件通孔的轴线旋转。
[0020]在一种可能的实施方式中，所述载体支架上设置有4个载体支架腿；
[0021]所述基座上设置有与载体支架腿尺寸和空间位置对应的基座限位槽，其中，
[0022]所述载体支架与基座通过载体支架腿与基座限位槽的镶嵌结构连接。
[0023]在一种可能的实施方式中，所述基座与基座连杆通过基座螺纹孔和连杆螺栓连接。
[0024]在一种可能的实施方式中，所述的基座连杆与反射镜转接件通过左固定螺栓和右固定螺栓螺纹嵌套结构同轴安装。
[0025]在一种可能的实施方式中，所述反射镜转接件与光路反射镜通过光路反射镜螺纹孔和反射镜转接件螺栓连接。
[0026]本专利技术的技术效果和优点：
[0027](1)、本专利技术中载体的“米”字式的设计不仅可以一次性得到与该工艺对应的增材制造产品变形信息在x方向、y方向和与x轴夹角为45
°
、
‑
45
°
四个方向上的分布规律和大小；
[0028](2)、本专利技术中载体的“米”字式的设计有效地解决了四个方向上的变形信息互相耦合无法分离的问题；
[0029](3)、本专利技术中的载体的可旋转设计有效地用于定性定量表征送粉式增材制造中成型区域空间位置对内应力的影响，为面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能各向异性分析及调控研究提供了技术支持。
[0030]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0031]图1为本专利技术示例性实施例的力学性能分析调控装置的爆炸示意图；
[0032]图2为本专利技术示例性实施例的力学性能分析调控装置的结构示意图；
[0033]图3为本专利技术示例性实施例的载体和载体转接件的结构装配示意图；
[0034]图4为本专利技术示例性实施例的载体的特征尺寸示意图；
[0035]图5为本专利技术示例性实施例的载体转接件与支架转接件的结构装配示意图；
[0036]图6为本专利技术示例性实施例的支架转接件与载体支架的结构装配图及其局部放大图；
[0037]图7为本专利技术示例性实施例的基座连杆与反射镜转接件的结构装配示意图；
[0038]图8为本专利技术示例性实施例的载体的上表面分区示意图；
[0039]图9为本专利技术示例性实施例的力学性能表征装置在送粉式增材制造设备应用时的结构示意图；
[0040]图中，100、载体；101、载体螺纹孔；121、y测试区；122、下y测试区；131、右45
°
测试区；132是左45
°
测试区；141、右x测试区；142、左x测试区；111、左
‑
45
°
测试区；112、右
‑
45
°
测试区；191、载体上表面；192、载体下表面；199、激光器；200、载体转接件；201、转接件螺栓；202、载体转接件通孔；203、载体转接件连接环；210、载体右固定螺栓；211、载体右固定螺栓210的凸台；212、载体右固定螺栓210的小凸台；220、载体左固定螺栓；221、载体左固定螺栓220的凸台；222、载体左固定螺栓220的凸台221的内孔；230、支架转接件；231、支架转接件螺栓；232、支架转接件通孔；233、支架转接件连接环；3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置，其特征在于，所述装置包括：载体(100)、载体转接设备、载体支架(300)、光路反射镜(400)、反射镜转接件(500)、基座连杆(600)和基座(700)；其中，所述载体(100)通过载体转接设备与载体支架(300)螺纹连接；所述光路反射镜(400)通过反射镜转接件(500)与所述基座连杆(600)螺纹连接于所述载体支架(300)内部；所述基座连杆(600)与所述基座(700)螺纹连接。2.根据权利要求1所述的面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置，其特征在于，所述载体(100)设计成“米”字式；其中，所述载体(100)的载体上表面(191)为增材制造成型结构的承载表面；所述载体(100)的载体下表面(192)为经抛光处理达到镜面反射要求；所述载体(100)的右45
°
测试区(131)、左45
°
测试区(132)、上y测试区(121)、下y测试区(122)、右x测试区(141)、左x测试区(142)、右
‑
45
°
测试区(112)和左
‑
45
°
测试区(111)的矩形截面积及形状相同，且相邻部分夹角互为45
°
；所述载体(100)的特征尺寸包括：a为20～30cm，b为20～30mm，厚度h为10～15mm。3.根据权利要求1或2所述的面向金属增材制造拓扑设计优化的力学性能分析调控装置，其特征在于，所述载体转接设备包括：载体转接件(200)，载体左固定螺栓(220)，载体右固定螺栓(210)，支架转接件(230)；其中，所述载体转接件(200)与支架转接件(230)通过载体左固定螺栓(220)和载体右固定螺栓(210)螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：李加强，钱正明，吴沛，刘思凡，米栋，文长龙，张立章，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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