[發明專利]一種基于切片截面的隱式曲面多孔實體結構性能分析方法

有效

• 申請號: 201810864247.6
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109145407B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 馮嘉煒;傅建中;林志偉;商策
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06T17/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

1.一種基于切片截面的隱式曲面多孔實體結構性能分析方法，包括以下步驟：

步驟1：輸入待分析的隱式曲面函數表達式f(x,y,z)＝c，c為曲面曲率常數，x∈[x_min,x_max]，y∈[y_min,y_max]，z∈[z_min,z_max]，多孔實體壁厚t，切片厚度h；

步驟2：根據隱式曲面函數表達式f(x,y,z)＝c，利用移動立方體算法在三維空間生成三角網格曲面，并在三維空間將三角網格曲面偏置形成壁厚為t的多孔實體結構，在生成多孔實體結構后，在三維空間生成一系列的切平面，計算獲得切平面與多孔實體結構的相交輪廓，該相交輪廓即為等間距的切片截面；

步驟3：根據切片截面計算隱式曲面多孔實體結構的體積；

步驟4：根據切片截面計算隱式曲面多孔實體結構的孔隙率；

步驟5：根據切片截面計算隱式曲面多孔實體結構的表面積；

步驟6：輸出隱式曲面多孔實體結構的體積、孔隙率和表面積。

2.如權利要求1所述的基于切片截面的隱式曲面多孔實體結構性能分析方法，其特征在于，步驟3具體包括：

步驟3.1：計算第i層切片截面的面積S_i，其中，

步驟3.2：根據面積S_i計算隱式曲面多孔實體結構的體積V為：

3.如權利要求1所述的基于切片截面的隱式曲面多孔實體結構性能分析方法，其特征在于，步驟4具體包括：

步驟4.1：計算第i層切片截面包絡區域的面積Q_i，其中，

步驟4.2：根據面積Q_i計算隱式曲面多孔實體結構的包絡體積W為：

步驟4.3：根據包絡體積W和多孔實體結構的體積V計算多孔實體結構的孔隙率為：

4.如權利要求1所述的基于切片截面的隱式曲面多孔實體結構性能分析方法，其特征在于，步驟5具體包括：

步驟5.1：計算第i層切片截面的周長L_i，其中，

步驟5.2：根據周長L_i計算隱式曲面多孔實體結構的側向表面積D為：

步驟5.3：計算隱式曲面多孔實體結構的水平表面積E，具體包括：

首先，計算隱式曲面多孔實體結構的第i層上水平表面積A_i,上為:

A_i,上＝S_i-S_i∩i+1

S_i為第i層切片截面面積，S_i∩i+1為i層切片截面與第i+1層切片截面重疊的面積；

然后，計算隱式曲面多孔實體結構的第i層下水平表面積A_i,下為:

A_i,下＝S_i-S_i∩i-1

S_i∩i-1為i層切片截面與第i-1層切片截面重疊的面積；

最后，計算隱式曲面多孔實體結構的水平表面積E為：

步驟5.4：計算隱式曲面多孔實體結構的表面積F＝D+E。