[發明專利]一種基于matlab的多孔結構建模方法

在審

• 申請號: 201610965888.1
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN106599350A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 趙李明;韓品連
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 于標

技術領域

本發明涉及結構設計技術領域，尤其涉及一種基于matlab的多孔結構建模方法。

背景技術

目前，多孔結構的零件需求量越來越大。但原有的多孔結構建模方法大多基于3D掃描成型技術，必須先有一個實物且不易對孔隙進行精確控制。

發明內容

本發明提供了一種基于matlab的多孔結構建模方法，包括如下步驟：

(1)根據設計要求，在matlab中定義矩陣，將各個球的XYZ軸坐標以及球徑大小R輸入到矩陣中，并在matlab中畫出所有球，將三維圖輸出保存；

(2)根據用戶要求，設計出產品的外觀三維模型；

(3)將(1)中的球三維模型與(2)中的外觀三維模型做布爾運算，生成多孔結構三維模型。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟(1)中，包括如下步驟：

(11)根據有限元模擬分析出的數據，提取所有球單元的球心三維坐標以及各球的球徑大小；

(12)在matlab中，將球單元的三維坐標以及球徑大小定義在一個矩陣中，利用surf或mesh函數，繪出所有球的三維圖；

(13)利用matlab一次性生成所有球的三維模型。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟(1)中，包括如下步驟：

A1.根據有限元分析獲取n個球單元的球心坐標Xi、Yi、Zi的值以及球徑大小Ri；

A2.在matlab中，定義一個矩陣，將步驟A1中所得數據放在矩陣中，M＝[Xi，Yi，Zi，Ri]，即得到一個n×4的矩陣；

A3.利用surf或mesh繪圖命令，一次性將n個球的三維空間模型繪出；

A4.利用matlab二次開發軟件將步驟A3中的球群生成stl文件。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟(2)中，根據零件外形要求，用solidworks或UG軟件，繪出零件外觀的三維模型。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟(3)中，在solidworks或UG中，通過逆向工程，將步驟A4中stl文件變成實體，與步驟(2)中零件外形模型進行布爾運算，即可生成含有多孔亞表面結構的零部件。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟(3)中，在solidworks或UG中，通過逆向工程，將步驟A4中stl文件變成實體，與步驟(2)中零件外形模型進行布爾運算，即可生成含有多孔亞表面結構的零部件，然后導出為stl格式用于3D打印。

本發明的有益效果是：本發明可以快速建模出多孔結構的三維模型，并且因為matlab可以對矩陣進行操作，所以可以對所有孔隙進行精確定位定型控制，且此三維模型可依托3D打印制造出來。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明公開了一種基于matlab的多孔結構建模方法，包括如下步驟：

(1)根據設計要求，在matlab中定義矩陣，將各個球的XYZ軸坐標以及球徑大小R輸入到矩陣中，并在matlab中畫出所有球，將三維圖輸出保存；

(2)根據用戶要求，設計出產品的外觀三維模型；

(3)將(1)中的球三維模型與(2)中的外觀三維模型做布爾運算，生成多孔結構三維模型。

在所述步驟(1)中，包括如下步驟：

(11)根據有限元模擬分析出的數據，提取所有球單元的球心三維坐標以及各球的球徑大小；

(12)在matlab中，將球單元的三維坐標以及球徑大小定義在一個矩陣中，利用surf或mesh函數，繪出所有球的三維圖；

(13)利用matlab一次性生成所有球的三維模型。

作為本發明的優選實施例，在所述步驟(1)中，包括如下步驟：

A1.根據有限元分析獲取n個球單元的球心坐標Xi、Yi、Zi的值以及球徑大小Ri；

A2.在matlab中，定義一個矩陣，將步驟A1中所得數據放在矩陣中，M＝[Xi，Yi，Zi，Ri]，即得到一個n×4的矩陣；

A3.利用surf或mesh繪圖命令，一次性將n個球的三維空間模型繪出；

A4.利用matlab二次開發軟件將步驟A3中的球群生成stl文件。

在所述步驟(2)中，根據零件外形要求，用solidworks或UG軟件，繪出零件外觀的三維模型。