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申请/专利权人：北京林业大学
摘要：一种管片缩尺模型的3D打印方法，旨在通过使用相似理论和材料缩放来设计出符合缩放比例的标准块管片、邻接块管片和顶封块管片。在3D打印过程中，通过控制模型的打印密度来实现管片模型的强度及刚度的控制。同时，管片连接选用的螺栓类型和组装方式对于承载能力也有很大影响，因此设置了不同的连接螺栓和组装方式，并进行承载能力测试。本方法为管片承载力的研究提供了一种有效的模型实验方法。
主权项：1.一种管片缩尺模型的3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，确定管片的缩放比例；S2，根据确定好的缩放比例，对混凝土和钢筋以及所使用的螺栓进行尺寸缩放和强度缩放，使用PVC以及UPS等具有相似力学性质的材料来分别替代混凝土和钢筋，使用强度更低的铝合金螺栓来替代管片连接螺栓；S3,依据已确定的缩放比例，使用sketchup软件设计出缩放后的标准块管片、邻接块管片以及顶封块管片。设计内容包括管片的几何形状、结构、螺栓孔、手孔位置的预留以及其他相关细节；S4，利用3D打印机将设计好的标准块管片、邻接块管片以及顶封块管片三种类型管片打印，在打印时按照填充密度设置30％、50％和80％三组打印模型。打印选用双喷头3d打印机，其中一个喷头加入PVC线材用于打印混凝土，而另一喷头种加入UPS线材用于打印管片钢筋；S5，将打印好的管片模型进行打磨处理，需要用砂纸等打磨工具将管片表面打磨光滑平整，尤其需要打磨管片螺栓孔及手孔位置，并将打磨产生的塑料颗粒及灰尘清理干净，保证后续组装连接顺利进行；S6，将打印好的3d模型块用螺栓进行连接，连接方式根据工况设置为通缝连接和错缝连接两种，根据连接螺栓的选用设置直螺栓连接、弯螺栓连接和斜螺栓连接三种；S7，按照实验规范，对3D打印管片结构的承载能力进行测试。
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