[發明專利]一種正多面體多孔足跟區填充結構鞋底及其設計方法

在審

• 申請號: 202011052541.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112199790A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 劉曉穎;朱志彬;黃家贊;王寵寧;岳勇;吳旭陽;謝吉軒;李朋文
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;A43B13/18;G06T7/00;G06T7/136;G06T7/187;G06T19/20;G06F119/14;G06F111/04;G06F111/10
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發明公開了一種正多面體多孔足跟區填充結構鞋底設計方法，包括以下步驟：步驟S1，建立鞋底模型；步驟S2，在鞋底足跟區分別建立多種不同正多面體多孔結構模型；步驟S3，分別對多種不同正面體多孔填充結構鞋底模型中的多孔結構設置不同的參數，以獲得三組不同孔隙率、相同孔狀類型的足跟區正多面體多孔填充結構鞋底模型；步驟S4，構建多組不同孔隙率、相同孔狀類型的多孔填充結構鞋底的足部?鞋底系統三維模型；步驟S5，對三維模型并進行動力學分析；步驟S6，對比不同孔隙率、不同鞋底的數據，獲得最優的多孔填充結構鞋底優化結構。本發明還提供一種正多面體多孔足跟區填充結構鞋底。

技術領域

本發明涉及一種優化設計方法，具體涉及一種多孔正多面體填充結構鞋底設計方法。

背景技術

鞋是人在行走過程中一種重要的減震緩沖工具，七對足部減震保護具有至關重要的作用。通過實驗方法來研究足鞋減震性能有著諸多的缺點，如實驗周期長、成本高等。因此，越來越多的研究者開始利用計算機使用有限元法來研究足鞋減震性能。

發明內容

本發明所要解決的主要技術問題是提供了一種基于能量法及有限元法來研究鞋底在足部運動過程中的緩沖性能及足跟區多孔填充結構鞋底優化設計的方法，可為鞋底的制造與設計提供理論指導與借鑒。

為了解決解決上述的技術問題，本發明提供了一種正多面體多孔足跟區填充結構鞋底優化設計方法，包括：

步驟S1，建立鞋底模型；

步驟S2，選擇鞋底足跟區作為鞋底優化設計區域，在鞋底足跟區分別建立多種不同正多面體多孔結構模型，獲得多種足跟區正多面體多孔填充結構鞋底模型；

步驟S3，分別對多種足跟區正多面體多孔填充結構鞋底模型中的多孔結構設置不同的參數，以獲得多組不同孔隙率、相同孔狀類型的足跟區正多面體多孔填充結構鞋底模型；

步驟S4，建立含骨骼、軟組織及筋鍵的足部有限元模型，并將其與多組不同孔隙率、相同孔狀類型的足跟區正多面體多孔填充結構鞋底模型裝配在一起，分別獲得多組不同孔隙率、相同孔狀類型的多孔填充結構鞋底的足部-鞋底系統三維模型；

步驟S5，對多組不同孔隙率、相同孔狀類型的多孔填充結構鞋底的足部-鞋底系統三維模型導入ABAQUS中，并進行網格劃分及邊界條件的設置，并進行動力學分析，獲得鞋底的應力、位移及應變能；

步驟S6，對比不同孔隙率、不同多孔結構類型多孔填充結構鞋底的最大應變能、最大應力、最大位移等數據，獲得最優的多孔填充結構鞋底優化結構。

在一較佳實施例中，所述步驟S2具體包括：

步驟S21：在UG中設定鞋底足跟區域；

步驟S22：選定鞋底足跟區作為多孔結構填充區域，并在此區域建立建立多個足跟區正多面體陣列填充模型，獲得多種多孔足跟區填充結構鞋底模型；

所述多個足跟區正多面體陣列填充模型的建立規則是以邊長為a的正多面體模型，并將其以間距d進行陣列，獲得多個正多面體多孔足跟區填充結構鞋底模型；所述多個正多面體多孔足跟區填充結構鞋底模型中正多面體的邊長數不相同。

在一較佳實施例中，所述步驟S3具體包括：

步驟S31：分別制定多組正多面體邊長a與陣列間距d的組合；

步驟S32：重復執行步驟2，使得每一種足跟區正多面體多孔填充結構鞋底模型分別具有一組不同孔隙率、相同孔狀類型的足跟區正多面體多孔填充結構鞋底模型。

在一較佳實施例中，所述步驟S4具體包括：

步驟S41：利用CT掃描技術，獲得足部的CT掃描數據；