[發(fā)明專利]一種基于應力分布的變密度點陣結構及其設計方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110612801.3 | 申請日: | 2021-06-02 |
| 公開(公告)號: | CN113326582B | 公開(公告)日: | 2022-10-25 |
| 發(fā)明(設計)人: | 易輝成;易杰;唐鋒 | 申請(專利權)人: | 湖南工業(yè)職業(yè)技術學院 |
| 主分類號: | G06F30/17 | 分類號: | G06F30/17;G06F30/23;G06F111/06;G06F111/10;G06F113/10;G06F119/14 |
| 代理公司: | 長沙智德知識產權代理事務所(普通合伙) 43207 | 代理人: | 陳銘浩 |
| 地址: | 410205 *** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 應力 分布 密度 點陣 結構 及其 設計 方法 | ||
1.一種基于應力分布的變密度點陣結構設計方法,其特征在于,包括如下步驟:
對加載有預設載荷的初始結構進行有限元分析,獲取所述初始結構中各個單元節(jié)點上的節(jié)點等效應力;
以所述節(jié)點等效應力為自變量,以類桁架結構的圓截面半徑為因變量,建立所述節(jié)點等效應力與點陣結構參數(shù)之間的應力匹配函數(shù);
基于有限元網格構建變密度點陣結構,所述變密度點陣結構為類桁架結構;
以所述應力匹配函數(shù)的系數(shù)為變量,對所述變密度點陣結構進行優(yōu)化計算,得出最優(yōu)點陣結構;其中,
當結構的變形處于線性階段時,所述應力匹配函數(shù)為線性函數(shù),即:
f(σi)=aσi+b
式中,σi為有限元模型上第i個節(jié)點上的節(jié)點等效應力,f(σi)為i節(jié)點處的點陣結構中桁架圓截面尺寸,a、b為應力匹配函數(shù)的系數(shù)。
2.如權利要求1所述的基于應力分布的變密度點陣結構設計方法,其特征在于,當結構的變形處于非線性階段時,所述應力匹配函數(shù)為二階函數(shù),即:
式中,σi為有限元模型上第i個節(jié)點上的節(jié)點等效應力,f(σi)為i節(jié)點處的點陣結構中桁架圓截面尺寸,a、b、c為應力匹配函數(shù)的系數(shù)。
3.如權利要求1或2所述的基于應力分布的變密度點陣結構設計方法,其特征在于,所述以所述應力匹配函數(shù)的系數(shù)為變量,對所述變密度點陣結構進行優(yōu)化計算,得出最優(yōu)點陣結構的步驟包括:
以所述應力匹配函數(shù)的系數(shù)為設計變量、最大節(jié)點等效應力為約束條件、所設計結構的質量最小為優(yōu)化目標,完成所述點陣結構的優(yōu)化計算。
4.如權利要求1所述的基于應力分布的變密度點陣結構設計方法,其特征在于,所述最優(yōu)點陣結構包括四面體結構、六面體結構和楔形體結構。
5.一種基于應力分布的變密度點陣結構,其特征在于,該結構是根據(jù)如權利要求1至4任一項所述的變密度點陣結構設計方法設計出的結構。
6.如權利要求5所述的變密度點陣結構,其特征在于,所述變密度點陣結構由增材制造技術加工。
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