孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法，包括以下步骤：1)设定所述多孔结构特征；2)建立特征曲线；3)建立连续曲面；4)曲面加厚。本发明专利技术的建模方法通过严格的参数函数，建立边界曲线，只需在自定义工具中输入需要的胞元所在的正方体空间边长值和厚度值，模型会自动更新最新的参数，无需从第一步开始重复调整，具有非常自由的可调性。

【技术实现步骤摘要】
孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法及制备方法
本专利技术涉及一种建模方法，特别是涉及一种孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法及制备方法。
技术介绍
在航空航天、生物植入等领域，对零件、植入物都有着轻质化的要求，在生物植入方面，植入物在满足力学要求的同时，有高孔隙率以诱导细胞生长修复的需求。但现有的孔隙结构材料存在孔隙率难精确控制、生产成本高等缺陷。究其原因，其中之一是在结构建模时困难。现有技术中建模一般采取两种方法：一是在空间取结构边界上的特征点，用这些特征点拟合出多项式曲线，再用曲线近似拟合曲面的方法；二是利用结构得数学公式直接得出多孔结构在空间中的多个离散点点云，通过点云逆向求解的方法，得到该多孔结构的小平面特征，进而进行建模及加工。对于前者，由于特征点的量太少，通过特征点拟合出来的曲线与目标多孔结构曲线误差较大，且需要不同尺寸的模型的时候，需要重新取特征点，再拟合曲线曲面，步骤复杂耗时；对于后者，精度比较高，但是缺点是由点云逆向求得的结构是由各点连接而成的小平面特征组成的，而非平滑的曲面特征，无法进行后期的再修改，只能作为加工的模型。因此本领域技术人员致力于开发一种可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法，其特征是：包括以下步骤：1)设定所述多孔结构特征设定所述多孔结构胞元所在的正方体空间边长为L,该结构满足关系式：

【技术特征摘要】
1.一种孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法，其特征是：包括以下步骤：1)设定所述多孔结构特征设定所述多孔结构胞元所在的正方体空间边长为L,该结构满足关系式：其中，x、y、z代表坐标值，t控制该结构的几何形态参数；2)建立特征曲线采用三维软件建模，取t值为0，令L＝2a，确定所述多孔结构的几何形态，得方程式：其中x∈(-a,a)、y∈(-a,a)、z(-a,a)；画出处于x＝a平面上的三条特征曲线；①画出第一特征曲线：已知L∈(-a,a)，长度L＝2a，且处于x＝a的平面上，将x＝a带入式(2)，可得：根据式(3)可得将式(5)化作参数方程，引入θ，令θ∈(0,1)因为y∈(-a,a)，令y＝2×θ×a-a,带入式(5)得：因此，第一特征曲线可由下列参数方式表示：根据式(7)采用三维软件，用参数曲线建模，可作出第一特征曲线；②画出第二特征曲线：第二特征曲线由第一特征曲线的y∈(0,a)部分曲线向Z轴正方向平移距离a得到，此时y∈(0，a)，故取y＝θ×a，则第二特征曲线的参数方程为：根据式(8)采用三维软件，用参数曲线建模，可作出第二特征曲线；③画出第三特征曲线：第三特征曲线由第一特征曲线的y∈(-a,0)部分向Z轴负方向平移距离a得到，此时y∈(-a,0)，则第三特征曲线的参数方程为：根据式(9)采用三维软件，用参数曲线建模，可作出第三特征曲线；④画出第四特征曲线:画出处于y＝a/2平面上的第四特征曲线：在平面y＝a/2上作出第四特征曲线，令y∈(-a,a)，第四特征曲线的参数方程为：根据式(10)采用三维软件，用参数曲线建模，可画出第四特征曲线；⑤将第一特征曲线、第二特征曲线、第三特征曲线、第四特征曲线旋转、平移、镜像至平面：x＝-a,y＝±a,z＝±a及x＝±a/2,y＝±a/2,z＝±a/2，可得骨架特征曲线；3)建立连续曲面在骨架特征曲线中将曲线连成的最小封闭曲面分别在三维软件中生成连续曲面，得基本曲面；4)曲面加厚对基本曲面进行双侧加厚，将其实体化，得到孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构模型。2.如权利要求1所述的孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法，其特征是：所述步骤2)中，骨架特征曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐倩，马帅，冯琪翔，宋军，刘威，梁平华，刘宗敏，范小杰，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50