一种基于NURBS的点阵材料建模方法技术

本发明专利技术提出了一种基于NURBS的点阵材料建模方法，首先根据点阵材料体的骨架模型，反求该骨架模型的NURBS曲线、NURBS曲线的切矢；骨架模型包括多个由NURBS曲线围成的拼接单元；拼接单元包括管道和用于连接管道的拼接处横截面；之后通过单元分割算法求出拼接处分割截面；然后求出管道控制点；最后构建关于管道的多片NURBS曲面、拼接NURBS曲面，以获取点阵材料体的参数化模型。本发明专利技术利用NURBS的高阶基函数来对点阵材料体进行精确建模；控制点作为NURBS参数化模型的参数，可以通过修改控制点坐标来对NURBS参数化模型进行局部调整，同时实现了点阵材料体的主动设计建模。

A Matrix Material Modeling Method Based on NURBS

【技术实现步骤摘要】
一种基于NURBS的点阵材料建模方法
本专利技术属于多孔材料建模方法领域，尤其涉及一种基于NURBS的点阵材料建模方法。
技术介绍
点阵材料作为一种周期性多孔材料，是由大量相同的点阵单元(如细长的梁或杆)通过某种单胞的形式周期性地组合而构成。其中，以轻金属为基底的点阵材料具有更高的比强度、比刚度和单位质量吸能性，尤其是当相对密度较低时，点阵材料具有更为突出的质量效率和性能优势，是目前国际上公认的最有前景的超强韧轻质结构材料之一。此外，点阵材料还可以通过基体调整、构型变化货孔隙填充等方法进行功能化设计，使之具备透波、缓冲、减振、隔热、防辐射和电磁屏蔽等功能特性。因此，目前点阵材料类产品因具有优异的物理性能而受到广泛重视。现有技术中，点阵材料类产品相关理论模型研究滞后，仿真数字模型构建存在困难。点阵材料体的参数化建模主要采用图像建模法和基于TPMS设计方法。以上两种方法均存在以下缺陷：在主图像建模法中，以CT/MRI图像为基础，该方法对设备的要求比较高，模型的准确性取决于图像的精度，且需要成形的模型提供参考，因此模型的精度难以保证，无法进行主动设计；此外，基于TPMS设计的模型很难对局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NURBS的点阵材料建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:根据点阵材料体的骨架模型，反求该骨架模型的NURBS曲线、NURBS曲线的切矢；所述骨架模型包括多个由NURBS曲线围成的拼接单元；所述拼接单元包括管道和用于连接管道的拼接处横截面；步骤S2:通过单元分割算法求出拼接处分割截面；步骤S3:求出管道控制点；步骤S4:构建关于管道的多片NURBS曲面；步骤S5:拼接所述NURBS曲面，以获取所述点阵材料体的参数化模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于NURBS的点阵材料建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:根据点阵材料体的骨架模型，反求该骨架模型的NURBS曲线、NURBS曲线的切矢；所述骨架模型包括多个由NURBS曲线围成的拼接单元；所述拼接单元包括管道和用于连接管道的拼接处横截面；步骤S2:通过单元分割算法求出拼接处分割截面；步骤S3:求出管道控制点；步骤S4:构建关于管道的多片NURBS曲面；步骤S5:拼接所述NURBS曲面，以获取所述点阵材料体的参数化模型。2.根据权利要求1所述的基于NURBS的点阵材料建模方法，其特征在于，在步骤S1中，所述拼接单元为基本单元；所述基本单元为3条NURBS曲线相交形成的三接头模型。3.根据权利要求2所述的基于NURBS的点阵材料建模方法，其特征在于，在步骤S2中，具体包括：步骤S21:通过粒子群优化算法求解横截面；步骤S22:求解所述横截面上的多个控制点；步骤S23:通过变换矩阵使得控制点沿着NURBS曲线平移，以获取各个NURBS曲线对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，何文彬，杨剑，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31