一种三层均匀介质层叠鞋底结构优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种三层均匀介质层叠鞋底优化设计方法，包括以下步骤：步骤S1，建立鞋底三维实体模型；步骤S2：构建多种含不同类型均匀介质的三层均匀介质层叠结构；步骤S3，将多种三层均匀介质层叠结构填充入鞋底足跟区域，得到多种三层均匀介质层叠结构鞋底；步骤S4，分别对多种三层均匀介质层叠结构鞋底在有限元分析软件中赋予材料参数、施加边界条件等，并对其进行瞬态动力学分析，获得鞋底的应变能、应力及位移数据；步骤S5：对比不同类型均匀介质的三层均匀介质层叠结构鞋底的最大应变能、最大应力及最大位移。最大应力及最大位移。最大应力及最大位移。

【技术实现步骤摘要】
一种三层均匀介质层叠鞋底结构优化设计方法


[0001]本专利技术涉及优化设计领域，具体涉及一种三层均匀介质层叠鞋底优化设计方法。

技术介绍

[0002]鞋是人体与地面冲击最直接接触的部分，其在与地面冲击接触的过程中能够起到缓冲减震的作用，从而保护人体免受地面冲击的伤害。而均匀介质层叠结构在缓冲减震方面有着优良的性能，因此将均匀介质层叠结构填充入鞋底，并研究其缓冲减震性能具有十分重要的价值与意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的主要技术问题是提供了一种基于有限元法来研究鞋底在与地面冲击过程中的缓冲性能及三层均匀介质层叠结构鞋底优化设计的方法，可为鞋底的制造与设计提供理论指导与借鉴。
[0004]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种三层均匀介质层叠鞋底优化设计方法，包括如下步骤：
[0005]步骤S1，建立鞋底三维实体模型；
[0006]步骤S2：构建多种含不同类型均匀介质的三层均匀介质层叠结构；
[0007]步骤S3，将多种三层均匀介质层叠结构填充入鞋底三维实体模型的鞋底足跟区域，得到多种三层均匀介质层叠结构鞋底三维实体模型；
[0008]步骤S4，分别对多种三层均匀介质层叠结构鞋底三维实体模型在有限元分析软件中赋予材料参数和施加边界条件，并对其进行瞬态动力学分析，获得鞋底的应变能、应力及位移数据；
[0009]步骤S5：对比不同类型均匀介质的三层均匀介质层叠结构鞋底三维实体模型的最大应变能、最大应力及最大位移，以获得最优的三层均匀介质层叠鞋底优化结构。
[0010]在一较佳实施例中：所述步骤S2具体包括：
[0011]步骤S21：创建含不同类型多胞结构的单层均匀介质层，包括：Diamond 型、Oct型及Tesseract型多胞结构；
[0012]步骤S22：对单层均匀介质层向高度方向阵列偏置，得到三层均匀介质层；
[0013]步骤S23：在三层均匀介质层中间的缝隙处插入薄板，使其与均匀介质层重合，并对均匀介质层和连接薄板进行布尔求和操作，得到三层均匀介质层叠结构；
[0014]步骤S24：分别对不同类型多胞结构的单层均匀介质层重复执行步骤S22 和步骤S23的操作，得到多种含不同类型均匀介质层的三层均匀介质层叠结构。
[0015]在一较佳实施例中：所述步骤S3具体包括：
[0016]步骤S31：选择鞋底三维实体模型的鞋底足后跟区域作为填充目标区域；
[0017]步骤S32：分别将不同类型三层均匀介质层叠结构填充入鞋底足后跟区域，得到多种三层均匀介质层叠结构鞋底。
[0018]在一较佳实施例中：所述步骤S4具体包括：
[0019]步骤S41：将步骤S3所述的多种三层均匀介质层叠结构鞋底导入到ABAQUS 中，并对其赋予材料属性与划分网格单元；
[0020]步骤S42：在ABAQUS中创建长方体板以模拟地面，并对其赋予材料参数与划分网格单元；
[0021]步骤S43：将步骤S41所述的三层均匀介质层叠结构鞋底与步骤S42所述的长方体板按照相对位置进行装配，得到鞋底
‑
地面系统；
[0022]步骤S44：将鞋底
‑
地面系统在ABAQUS中进行接触及边界条件设置，并在鞋底足后跟区域表面施加载荷，进行瞬态动力学分析；
[0023]步骤S45：瞬态分析完成后，获得鞋底的应变能、应力及位移数据。
[0024]在一较佳实施例中：所述步骤S5具体包括：
[0025]步骤S51：分别获得多种三层均匀介质层叠结构鞋底的最大应变能、最大应力及最大位移数据；
[0026]步骤S52：分别将多种三层均匀介质层叠结构鞋底的最大应变能、最大应力及最大位移数据进行对比，获得最优的三层均匀介质层叠鞋底结构。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]1)构建了含不同类型多胞结构的三层均匀介质层叠结构，并将其填充入鞋底得到了不同类型三层均匀介质层叠鞋底结构模型；
[0029]2)通过有限元分析获得了三层均匀介质层叠结构鞋底与地面冲击过程中，鞋底的应变能、应力及位移数据；
[0030]3)分别将不同三层均匀介质层叠结构鞋底的最大应变能、最大应力及最大位移数据进行对比，获得了最优的三层均匀介质层叠鞋底结构；
[0031]4)通过本专利技术进行鞋底分析可为鞋底的制造与设计提供理论指导与借鉴。
附图说明
[0032]图1为本专利技术优选实施例中方法的主要步骤流程示意图；
[0033]图2(a)为Diamond型三层均匀介质层叠结构；
[0034]图2(b)为Oct型三层均匀介质层叠结构；
[0035]图2(c)为Tesseract型三层均匀介质层叠结构；
[0036]图3(a)为Diamond型三层均匀介质层叠结构鞋底；
[0037]图3(b)为Oct型三层均匀介质层叠结构鞋底；
[0038]图3(c)为Tesseract型三层均匀介质层叠结构鞋底；
[0039]图4为鞋底
‑
地面系统有限元模型。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶 /底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0043]参考图1，一种三层均匀介质层叠鞋底优化设计方法，包括：
[0044]步骤S1，建立鞋底三维实体模型；
[0045]步骤S2：构建多种含不同类型均匀介质的三层均匀介质层叠结构，具体包括：
[0046]步骤S21：创建含不同类型多胞结构的单层均匀介质层，包括：Diamond 型、Oct型及Tesseract型多胞结构；
[0047]步骤S22：对单层均匀介质层向高度方向阵列偏置，得到三层均匀介质层；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三层均匀介质层叠鞋底优化设计方法，其特征在于包括如下步骤：步骤S1，建立鞋底三维实体模型；步骤S2：构建多种含不同类型均匀介质的三层均匀介质层叠结构；步骤S3，将多种三层均匀介质层叠结构填充入鞋底三维实体模型的鞋底足跟区域，得到多种三层均匀介质层叠结构鞋底三维实体模型；步骤S4，分别对多种三层均匀介质层叠结构鞋底三维实体模型在有限元分析软件中赋予材料参数和施加边界条件，并对其进行瞬态动力学分析，获得鞋底的应变能、应力及位移数据；步骤S5：对比不同类型均匀介质的三层均匀介质层叠结构鞋底三维实体模型的最大应变能、最大应力及最大位移，以获得最优的三层均匀介质层叠鞋底优化结构。2.根据权利要求1所述的一种三层均匀介质层叠鞋底优化设计方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：步骤S21：创建含不同类型多胞结构的单层均匀介质层，包括：Diamond型、Oct型及Tesseract型多胞结构；步骤S22：对单层均匀介质层向高度方向阵列偏置，得到三层均匀介质层；步骤S23：在三层均匀介质层中间的缝隙处插入薄板，使其与均匀介质层重合，并对均匀介质层和连接薄板进行布尔求和操作，得到三层均匀介质层叠结构；步骤S24：分别对不同类型多胞结构的单层均匀介质层重复执行步骤S22和步骤S23的操作，得到多种含不同类型均匀介质层的三层均匀介质层叠结构。3.根据权利要求2所述的一种三层均匀介质层叠鞋底优化设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓颖，郝艳华，陈亮，吴旭阳，黄家赞，朱志彬，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：