免费A级毛片在线播放不收费,国产麻豆剧传媒精品国产av,最近最好的2019中文,最好看免费观看高清电影大全

學校名稱

水利工程學院

學生姓名

學  號

專      業

性 別

入 學 年 份

吳佳明

201419040123

港航

男

2014年

李杰

201419040125

港航

男

2014年

董志龍

201519040230

水利

男

2015年

余薇

201519040201

水利

女

2015年

田野

201519040430

水利

男

2015年

指導教師

曹周紅

職稱

副教授

項目所屬

一級學科

港口航道與海岸工程

項目科類(理科/文科)

理科

學生曾經參與科研的情況

吳佳明：港航專業，參加過建筑材料學術講座，曾參與湖南湄江水庫調研，參加并組織港航專業海洋知識競賽。

李杰：港航專業，參加過有關水利、港航、建筑材料的學術報告，完成了有關郴州水環境的調研。

董志龍：水利類專業，曾組織并參加了海洋知識競賽（省級活動），船模大賽。

余薇：水利類專業，參加過海洋知識競賽。

田野：水利類專業，參加過武漢大學李可可教授演講的水文水資源學術報告、洪開榮教授的引水隧洞TBM技術學術報告。

指導教師承擔科研課題情況

1. 基于多場耦合的船閘結構時變演進力學特性和仿真模擬研究（51309037），國家自然科學基金資助項目。

2. 基于自適應三維自由面紊流模擬的拋石堤穩定性研究（51109018），國家自然科學基金資助項目。

3. 巖溶地基對航運樞紐上部結構影響分析及其處理措施研究（2009-02-024），廣東省交通運輸廳基金資助項目。

4. 船閘輸水閥門流激振動問題數值模擬分析及其減振措施研究（11C0053），湖南省教育廳科學研究資助項目。

5. 船閘結構的熱-流-固耦合分析（2012SS09），水沙科學與水災害防治湖南省重點實驗室開放基金資助項目。

6. 河南省沙穎河周口至漯河段航運開發工程水工結構關鍵技術研究，湖北省交通規劃設計院資助項目。

項目研究和實驗的目的、內容和要解決的主要問題

1.實驗目的：

本研究項目旨在為將3D打印技術（一體成型技術）應用于實際的水利建設中進行初步的理論探索以及一定的實驗研究，對3D打印技術在工程中的實際應用進行可行性的驗證；

2.實驗內容：

由于目前3D打印技術呈現良好的發展勢頭，其在工程上的應用也漸漸開始進入探索階段，而最突出的優點就是節約大量的人力且對設計的還原度高，水利工程建設耗資巨大，該項技術能否在工程中發揮其特色成為本次研究的探索方向。

項目研究中，任務之一是就實際的工程環境組裝適用的3D打印設備，就部分零部件進行更換和設計，即合規設計；

最主要的任務是以混凝土為材料，打印具有實際工程性能的小比尺船閘閘室。

3.要解決的主要問題：

從3D打印技術本身，要解決其只能一次成型，而工程規模大必須分期建設的矛盾，以及合規設計如何滿足工程建設的精度要求；

對于實際工程尺寸，如何設計制作滿足大尺寸建筑物打印的3D打印機，如何提高機器對環境的適應性也是需要論證的問題之一；

就打印模型，要解決混凝土凝結時間與打印速度的配合問題，解決方法是利用外加劑調節混凝土凝結時間；

打印過程中的側壁的支撐問題，由于需要用混凝土打印確定形狀的建筑物需要充分考慮其流動性，所以需要在打印過程中在側壁添加支撐物，支撐物的材質、是否可循環使用、成本都是需要權衡的問題；

同時，模具的拆除也是問題之一，在完成混凝土澆筑以后，位于底部的模具如何拆除，模具的拆除采用物理拆除還是化學處理，拆除后模具是否可以再次投入使用以及拆除所需成本是否能為施工單位所接受；

就工程中的結構，懸空結構如何打印能保證其不掉落，如何控制其在打印過程中由于自身重力造成的彎曲變形使其不影響打印的精度。

國內外研究現狀和發展動態

隨著3D打印技術的完善，越來越多的物品都可以由3D打印完成。截至2013年1月，這些3D打印而成的產品都是小件物體。不過，3D打印的潛力遠不止可以生產DIY的家居物品這么簡單。實際上，這項技術甚至可以徹底顛覆傳統的建筑行業。

目前，世界多國科學家都非常重視3D打印技術的利用和改進，推廣其在工業活動中的廣泛應用。在國內3D打印技術也受到了廣泛關注，并取得了一定成績。中航集團用3D打印技術制造了飛機零件；清華大學及國內研究機構在科技部的資助下進行了3D打印設備的研發、3D數字化掃描、3D打印數字化設計，打印產品后處理等一系列研究......另外，西安交通大學、北京航空航天大學等科研院所為推廣及研究3D打印技術奠定了基礎;國家工程中心、國家重點實驗室為推動3D打印技術的發展提供動力。3D在我國建筑業領域的發展初露端倪，而國外的發展相對更成熟一些，根據國外研究實踐的經驗，同時由于我國目前傳統建筑業存在環境污染嚴重、人力成本高、高耗能等各種問題，3D打印技術在我國建筑業領域的推廣應用具有可行性和廣闊前景。雖然目前該技術在建筑業領域的應用還處于起步階段，但比較傳統建造方式仍然有很大的優勢。

3D打印技術在節省材料、方便加工、縮短周期、降低成本等方面比傳統制造技術有優勢，因為制造成本和制造周期上都有極大的優勢，3D打印技術得到了全球各國政府部門的重視。3D打印的應用領域正在逐漸拓寬，在消費電子、航空和汽車制造等行業，3D打印可以以較低的成本和較高的效率生產小批量的定制部件。

最近，以美國著名趨勢學家杰里米·里夫金為代表的學者關于“第三次工業革命”的呼聲在全球范圍內引起了極大關注。“第三次工業革命”的核心內容是“制造業數字化”，并將帶動全球技術要素及市場要素配置方式的革命性變化。制造業的生產方式正發生著日新月異的變革。作為一種突破傳統的建造生產方式以及鏈接工廠化、信息化生產的新型技術，3D打印正悄然走向建筑業。英國建筑聯盟學院的一篇最新論文指出，未來的建筑工地上，塑料將成為建筑原料，機器人執行施工工作。當然，這一設想的核心部分還是3D打印技術。

美國航天局(NASA)出資與美國南加州大學合作，最新研發出“輪廓工藝”3D打印技術，“輪廊工藝“的概念在設計上很簡單，但是實施起來相當復雜。該工藝由一個巨型的三維擠出機械構成。它的操作很像我們見到的打印機操作原理，不過有一個明顯不同的地方：它擠出是混凝土。在“輪廊工藝”系統的擠壓頭上使用齒輪傳動裝置來為房屋創建基礎和墻壁。它的原理跟使用泥造磚極戎相似，建成的建筑能夠抵擋地震和其他自然災害。研發者美國南加州大學工業與系統工程教授霍什內維斯稱使用該工藝不僅造價便宜、快速建造，而且對環境友好，建設造價和材料大幅度降低。24小時內就可以印出大約232平方米的兩層樓房子，只要一個按鍵就可以操控機械打印出房子。由于大大節約了建筑時間和建筑成本，該技術讓人類在移民月球或火星后可以就地取材，快速批量打印。

劉易斯大酒店的老板Lewis Yakich就開始計劃使用3D打印技術來擴大自己的酒店。2015年9月9日，Yakich宣稱，他已經成功地3D打印出了他的建筑，這是一棟小別墅，占地面積為10.5×12.5米，高3米，大概有130平方米。這個別墅有兩間臥室、一間客廳以及一間帶按摩浴缸的房間（按摩浴缸也是3D打印而成），所有這些都將是劉易斯大酒店的一部分。據統計，完成所有結構的打印總共花了100個小時，但是打印過程并不是連續的。

2014年4月，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區內揭開神秘面紗。這些建筑的墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，依據電腦設計的圖紙和方案，經一臺大型的3D打印機層層疊加噴繪而成，據介紹，10幢小屋的建筑過程僅花費24小時。

3D打印房屋

3D打印別墅式酒店

本項目學生有關的研究積累和已取得的成績

1. 參閱了3D打印專業書籍，關注網絡3D打印社區并實時察看最新的研究成果，從中獲取可參考的經驗；

2. 實驗小組成員已基本了解型號為PRUSA Mendel I3打印機的設計原理以及實際的組裝步驟，為下一步自行組裝更大型號打印機提供了不可或缺的基礎；

3. 已有過手工組裝實體打印機的經驗，目前尚處于調試機器的階段，但已從中發現了對研究有裨益的問題，并已大致摸索出了初步的解決方案；

4. 已使用三維建模軟件進行了船閘結構的3D打印模型的設計，并制作了動態的演示視頻以提供更直觀的演示；

5. 已提出若干適用于實際工程的3D打印解決方案，目前尚待進一步的討論及實驗研究以證實方案是否實際可行；

項目的創新點和特色

6. 本項目實際可行，由于目前3D打印技術已經被應用于建筑物的打印，故本研究提出將其應用于水工建筑物的建設，在探索過程中有可以借鑒的經驗；

7. 試驗中使用的材料為混凝土，有別于一般3D打印耗材，借鑒已有的房屋打印案例，對水工建筑物中的混凝土結構進行小比尺模型的打印，有別于使用一般以塑料與陶瓷為原材料進行打印，更接近實際工程，研究結果對實際工程更有可用性；

8. 本項目提出多臺3D打印機協同打印、一臺打印機多個打印噴頭，分塊施工、集成式建設大型水工建筑物的施工理念。即考慮實際工程特別是建設規模以及跨度，單臺打印機無法滿足一體成型打印的要求，提出多臺打印機施工減小所需打印機尺寸，一機多噴頭加快打印效率的概念；

9. 提出3D打印在實際工程中的分期打印概念，并利用組裝機器進行探索，當前3D打印的概念強調的是一次成型，但實際工程由于規模大，按照目前的打印速度，無法在短期內完成整個打印作業，而3D打印機對環境的要求高，在惡劣天氣不能進行打印工作，考慮到施工環境受天氣影響大，實際工程中仍然需要3D打印機能滿足分期施工的要求；

10. 研究以實際工程為背景，并就水工建筑物的特點探索適用的施工方案，研究成果具有開拓性。

11. 對3D打印機進行“合規”設計，使之滿足水工建筑物打印的要求；

項目的技術路線及預期成果

基本的研究路線如圖所示，研究由船閘閘室的力學分析及計算機模型設計開始，在此段過程中旨在將實際工程背景代入研究對象，以保證研究成果對工程具有適用性，同時在力學分析的過程中對實際的打印過程中建筑物的支撐、打印順序等進行分析；

實驗的關鍵步驟是3D打印機的組裝以及調試，此過程重點在進行“合規”設計，使3D打印技術滿足實際工程建設的要求；

完成3D打印機組裝后，進行船閘閘室模型的打印，設計步驟為首先打印塑料材質小比尺閘室模型驗證打印機可用性，并對機器進行調整，再進行以混凝土為原材料的小比尺閘室模型的打印。

研究預期取得成果如圖，研究結束后對研究成果進行分析整理，撰寫實驗報告一份，發表論文一至兩篇，申請專利1項，提出實際水工建設中可行的3D打印方案，對水工建筑物3D打印進行“合規”設計，完成以混凝土為原材料的小比尺船閘閘室3D打印模型的制作，且模型的力學性能滿足實際工程的設計要求；得出實際工程中3D打印技術分塊、分工期打印建筑物的一般可行的方法。

年度目標和工作內容（分年度寫）

2017年度目標：

完成數字模型的制作以及3D打印機的組裝與初步調試

工作內容：

取船閘閘室為研究對象，對其組成、結構、力學性質進行分析，計算所需混凝土量與類型；確定打印過程中模具的形狀與材料、所需厚度以及安置位置與方式，此過程中需充分考慮實際工程中模具的可重復使用、無污染、便于拆除以及工程材料成本的問題，以實際船閘閘室建設為背景確認打印過程中的模具與閘室本身的打印順序以及支撐物的搭建與拆除；

對理論模型進行分析完成后，建立相應的數字模型，使用AUTOCAD繪制出三視圖并制作3維模型，繪制嚴格按照實際工程要求，并將所建立的數字模型備份，便于在需要修改時進行對照分析；將3維模型導入3D打印機可識別的切片軟件，導出相應文件并將文件備份，此過程中注意備份文件的分類整理以及備份保存；根據模型打印的要求，購買組裝機器所需的零部件，由于需要考慮脫模以及實際工程對打印提出的要求，需要自行設計部分零部件，并對現有的3D打印機的組成進行調整變化使之符合本研究的要求，將真實的施工環境代入設計過程，探索對未來實際水工建設中3D打印的應用具有實際普遍意義的施工概念以及發展方向。

2018年度目標：

完成模具和小比尺船閘閘室的打印，發表1到2篇論文，申請一項發明專利；

工作內容：

先使用自行組裝的3D打印機打印簡單結構；打印設備調試完成后，開始實際的閘室、模具的打印，由于打印使用材料為混凝土，在打印過程中模具在壓力作用下將產生變形，需提出合理的支撐方案；打印工作完成后，對研究的結果進行整理分析，對其中解決的問題進行整理，將對應的處理方式整理并對其中重要部分申請專利，就研究成果發表論文。

指導教師意見

項目計劃詳細有序，目標明確，切實可行。

簽字：曹周紅        日期：2017年4月16日