一种用于3D打印设计的半球面边界结构设计方法技术

一种用于3D打印设计的半球面边界结构设计方法，属于数字化制造技术领域。其具体实现步骤为：1)半球面投影的格网剖分；2)平面坐标点转换为半球面的坐标点；3)形成晶格状结构。步骤1)，选取平面M中两个相互垂直的方向，按照设定的边长L形成平面M上的格网线，其包含的网格能够对投影圆平面S形成完全覆盖；步骤2)，将半球面适当延伸，使得整个网格的所有顶点均映射过来。步骤3)，将得到的每个网格，在球面上分隔出一小块曲面，为六面体晶格的底面，按照晶格高度将曲面偏移即得到其顶面，从而得到自适应后的晶格区域。该方法对半椭球面等相对单投影面具有单变形极值的曲面剖分具有重要的参考价值，对于结构设计具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以半球面四边形剖分为基础以六面体晶格为基础单元的结构设 计方法，是一种面向3D打印技术条件下的结构设计，属于数字化制造

技术介绍
随着3D打印技术的成熟，已能够进行精细复杂结构的直接制造。这类随着给定边 界自适应变化的新型晶格状结构，相对于泡沫金属等传统材料，易于计算力学性能，在复合 材料、优化减重等方面应用将非常广泛，在航空、航天、汽车等领域受到普遍重视。 半球面边界的六面体晶格结构设计，最关键的部分为（半）球面的四边形格网剖 分。目前主要是以下几类方法：（1)经炜度格网剖分，其缺点是格网变形大，两极与赤道处 的格网形状差异很大，特别是在南北两极，格网由四边形退化为三角形；（2)正多面体格网 剖分，目前的研究大多是基于球面三角网格展开，关于其它网格如菱形、六边形的研究较 少，并且因坐标转换复杂而计算量大；（3)传统自适应球面格网剖分，为规则的格网剖分提 供补充，其缺点是只适合局部小范围的球面。具体的四边形剖分方法包括"ETP投影法"、 "Ζ0Τ投影法"、"行列逼近法"、"三向互换算法"等，这些格网剖分方法来源于地理、气象、通 讯等
，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于3D打印设计的半球面边界结构设计方法，其特征在于：包括如下步骤：1)半球面投影的格网剖分；2)将平面坐标点转换为半球面的坐标点；3)形成晶格状结构；若：曲面或平面剖分后形成的线为格网线，格网线相交处为格网点，格网线所剖分曲面形成的单元为网格；则，网格由四条格网线所围形成，其顶点是四个格网点；假设：对半球面剖分的每条格网线为两个网格的边界，格网点为四个网格的顶点，不在边界之外其它位置处存在例外；在半球面Sp的边界所在平面M，包含全部边界的单投影面，半球面的边界圆所围成的平面区域为其在面M的投影S；则步骤1)半球面投影的格网剖分的过程如下：选取平面M中两个相互垂直的方向，按照设定的边长L形...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树林，田世明，王勃，刘乐，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21