積層製造 (AM) 是航太工業的寶貴工具,特別是與 X 射線電腦斷層掃描等非破壞性方法相結合來檢查和分析缺陷時。 與有限元素建模 (FEM) 結合使用時,可以量化零件缺陷的影響。
在該專案中,對用於 TARANIS 衛星的鋁製增材製造零件進行了分析,以確定材料內孔隙的位置。 Simpleware 用於產生 FEM 模型,以驗證其結構集成,使用隨機振動模型並與 CAD 建模和拓撲最佳化的結果進行比較。
亮點
使用 Simpleware ScanIP 軟體對鋁合金零件的 X 射線 CT 數據進行分割和處理
使用 Simpleware FE 模組生成用於可在 ANSYS Workbench 中進行模擬的模型
結果驗證了 AM 方法用於比較 CAD 模型和設計零件,用於空間任務的應用
影像處理
利用 X 射線 CT 掃描(V Tome X System、GE、Phoenix)獲取包含缺陷的鋁合金零件影像數據。 採用 Simpleware ScanIP 軟體從影像空間中分割出構件的主體,創建結構的初始掩模; 刪除與主體無連接部分的掩模區域。 使用 Paint 和 Paint with threshold 工具精準分割結構,減少金屬偽影。然後對分割后的幾何結構進行平滑處理,增加網格劃分前表面的平滑度。
圖:從 Simpleware ScanIP 中的 CT 數據分割鋁增材製造零件
FEA 有限元分析與網格劃分
圖:在 Simpleware 中產生的網格可匯出至 ANSYS Workbench
使用 Simpleware FE 演算法對幾何體進行網格劃分,自動產生粗網格,同時保持感興趣特徵的細節。 網格細化區域應用於結構的頂部,節點組添加到螺絲孔區域。 最終網格匯出至 ANSYS Workbench 進行模擬。