多孔结构的建模方法研究

发布时间：2021-10-17 04:24

　　多孔结构是一种由大量孔洞构成的三维网状结构,论文研究非均质多孔结构的建模方法,并使用有限元法分析孔洞单元的力学性能。基于插值思想,将不同类型的三周期极小曲面（Triply Periodic Minimal Surface,TPMS）进行融合,通过分析TPMS的拓扑连通规律,运用distance融合的思想,设计保持TPMS拓扑的人工单元,并结合形函数理论,实现人工单元的装配。本文的主要工作如下:（1）设计多孔结构的最小单元。首先分析TPMS作为孔洞结构的可行性与优越性,在MATLAB中实现TPMS的建模及可视化,在此基础上,研究隐函数中的参数与TPMS形态之间的关系,并使用中心线法和单元减小法分析TPMS的拓扑连通规律。（2）研究TPMS的融合方法。首先提出线性插值法融合两种TPMS,对于过渡不理想的插值结果,运用Sigmoid函数进行优化,然后提出影响球分区法融合多种TPMS,通过手工设定影响球的中心和半径控制融合效果,最后提出Voronoi Diagran分区法融合多种TPMS,通过种子点的坐标和中面的偏置距离控制融合效果。（3）研究distance的融合方法。首先根据TPMS的拓扑... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一使用SF方法融合P单元和G单元i}si

口〖：歡＾祕，１??图１－３?Ｐ单元和Ｄ单元的体心立方晶体结构［１９１??文献｜２Ｇｉ使用快速成型的方法打印了体积分数分别为３０°／。、６０％的Ｐ、Ｄ实体材料为光敏树脂（ＶｅｒｏＢｌｕｅＦｕｌｌＣｕｒｅ８４０），样件为３ｘ３ｘ３的单元阵列，图１－４分数为３０％的Ｐ、Ｄ样件。将样件放在压力机平台上，通过压头上的传感器位移以及顶面上的反作用力，根据以上数据绘制应力应变曲线，然后在ＡＢＡ中模拟上述实验，受限于分析效率问题，将模拟样件减小为２ｘ２ｘ２的单元，拟数据绘制出应力应变曲线，比较发现模拟曲线和实验曲线的变化趋势是一元与Ｄ单元相比，Ｐ单元的能量吸收率较高。??

?文献［１９］针对传统方法重建原子、粒子效率较低的问题，将ＴＰＭＳ应用到纳米尺度上??的几何重构，将单元所在曲面的焦点位置定义为粒子位置，图１－３展示了?Ｐ单元和Ｄ单??元构成的体心立方晶体结构，由于ＴＰＭＳ在三维空间上可以无限延展，通过调整显示区??间获得目标单元个数，因此，使用ＴＰＭＳ重建大规模粒子有其独特的优势，文中提到的??周期曲面的平移及布尔运算（并、交、差）思想均可用于多孔结构设计。??口〖：歡＾祕，１??图１－３?Ｐ单元和Ｄ单元的体心立方晶体结构［１９１??文献｜２Ｇｉ使用快速成型的方法打印了体积分数分别为３０°／。、６０％的Ｐ、Ｄ实体结构，??打印材料为光敏树脂（ＶｅｒｏＢｌｕｅＦｕｌｌＣｕｒｅ８４０），样件为３ｘ３ｘ３的单元阵列，图１－４展示了??体积分数为３０％的Ｐ、Ｄ样件。将样件放在压力机平台上，通过压头上的传感器测量样??件的位移以及顶面上的反作用力，根据以上数据绘制应力应变曲线，然后在ＡＢＡＱＵＳ??ＣＡＥ中模拟上述实验

【参考文献】：
期刊论文
[1]计算机辅助组织工程的发展和现状[J]. 孙伟,李惠武.  医用生物力学. 2005(03)



本文编号：3441108