[發明專利]非規則形狀自適應三周期極小曲面結構填充方法在審
| 申請號： | 202211332558.0 | 申請日： | 2022-10-28 |
| 公開（公告）號： | CN116415406A | 公開（公告）日： | 2023-07-11 |
| 發明（設計）人： | 唐倩;史思邈;羅智超;聶云飛 | 申請（專利權）人： | 重慶大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06T17/00 |
| 代理公司： | 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129 | 代理人： | 胡博文 |
| 地址： | 400044 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 規則 形狀 自適應 周期 極小 曲面 結構 填充 方法 | ||
1.一種非規則形狀自適應三周期極小曲面結構填充方法，其特征在于：包括步驟：
S1.確定非規則形狀實心模型的空間范圍；
S2.根據非規則形狀實心模型空間范圍確定三周期極小曲面結構的單胞尺寸；
S3.根據單胞尺寸確定三周期極小曲面結構的建模區域；
S4.對非規則形狀的實心模型進行有限元分析，得到實心模型的等效屈服應力分布示意圖；
S5.確定三周期極小曲面偏移方程；
S6.確定多孔結構的等效屈服應力與曲面偏移距離的關系；
S7.通過S4得到的等效屈服應力分布圖提取曲面上各節點的坐標以及等效屈服應力值，再根據S6等效屈服應力與曲面偏移距離之間的關系，建立非規則形狀實心模型的模型內側偏移距離標量場；
S8.根據S3確定的建模區域，建立非規則形狀實心模型的外側偏移距離標量場；
S9.根據S5確定的偏移方程，在S7及S8建立的標量場區域中進行三周期極小曲面結構的建模，得到三周期極小曲面結構模型；
S10.將建立的三周期極小曲面結構和與非規則形狀的實心模型進行布爾求交運算，得到非規則形狀的實心模型填充后的三周期極小曲面結構。
2.根據權利要求1所述的一種非規則形狀自適應三周期極小曲面結構填充方法，其特征在于：所述步驟S1,具體為：
S11.給定一個非規則形狀的實心模型文件，若該文件格式為STL文件格式，則進行步驟S12；若否，則通過CAD軟件將文件導出為STL格式；
S12.將導出的STL模型文件導入Materialise?Magics中，對STL模型進行修復，之后重畫網格并細分網格，再將該STL模型導出；
S13.將S12中導出的STL模型導入至MATLAB中，得到STL模型的定點坐標矩陣集三角面片編號矩陣；
S14.查找各定點坐標的三個分量分別在各自坐標軸上的最大值和最小值，分別為(xmin,xmax)、(ymin,ymax)、(zmin,zmax)，模型的空間范圍為這六個值為頂點構成的長方體區域。
3.根據權利要求1所述的一種非規則形狀自適應三周期極小曲面結構填充方法，其特征在于：所述步驟S3,確定的三周期極小曲面的建模區域需將S1中非規則形狀的實心模型空間范圍完全包圍。
4.根據權利要求1所述的一種非規則形狀自適應三周期極小曲面結構填充方法，其特征在于：所述步驟S4，對非規則形狀的實心模型進行有限元分析的方法為：
將步驟S12導出的STL模型文件轉換為INP文件格式，并導入至Abaqus中，根據模型的材料、邊界條件與載荷條件建立有限元模型并對其進行分析計算，分析完成后將有限元模型中各網格節點上的等效屈服應力導出為CSV格式文件。
5.根據權利要求1所述的一種非規則形狀自適應三周期極小曲面結構填充方法，其特征在于：所述步驟S5，確定三周期極小曲面偏移方程的方法如下：
其中，(x,y,z)為偏移前曲面上的點的坐標，(x1,y1,z1)為偏移后曲面上的點的坐標，F為三周期極小曲面的曲面方程，為偏導數，T(x,y,z)為偏移控制方程。
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