【技术实现步骤摘要】
基于三周期极小曲面的结构多维融合方法、装置和介质
[0001]本专利技术涉及轻质多孔材料设计与研发
,具体涉及一种基于三周期极小曲面的结构多维融合方法
、
装置和介质
。
技术介绍
[0002]随着航空航天技术的高速发展,为了成功实现大型飞机
、
宇宙飞船等飞行器在飞行速度上的不断突破,同时达到减少油耗,降低碳的排放量的目的,降低飞机的结构重量是一种十分推崇的方法
。
因此,结构轻量化成为科研工作者不断努力追求的重要目标之一
。
点阵结构的出现极大的推动了结构轻量化进程,然而,随着对杆状点阵结构的研究不断成熟,人们发现直杆状点阵结构存在许多缺陷:直杆状的点阵结构在几何单元连接处是非均匀过渡,存在尖角,因此在受力时极易在连接节点处产生应力集中,导致整体结构较早失效;在增材制造过程中,结构中的直杆由于缺乏支撑容易坍塌而导致结构难以成形
。
因此
3D
打印点阵结构被应用于支撑结构,但尚未实现在关键主承力结构上得到应用
。
[0003]鉴于杆状的点阵结构在力学性能和成形工艺上面的不足,学者将点阵结构的基本单元从直杆替换为曲面
。
三周期极小曲面
(Triply Periodic Minimal Surfaces
,
TPMS)
凭借其优良的曲面特性,获得了许多研究人员的青睐
。
三周期极小曲面是一种表面平均曲率处处为零的光滑曲面,在一些 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于三周期极小曲面的结构多维融合方法,其特征在于,包括:获取多种待融合结构体;根据所述待融合结构体的种类及预设融合方式,确定融合激活函数;基于所述融合激活函数,采用预设的三周期极小曲面理论和预设融合方式,对所述多种待融合结构体进行多维融合,得到初始融合模型;对所述初始融合模型进行旋转和平移,得到目标融合模型
。2.
根据权利要求1所述的基于三周期极小曲面的结构多维融合方法,其特征在于,所述待融合结构体包括
Primitive
结构体
、IWP
结构体和
FRD
结构体;所述预设融合方式包括一维融合
、
二维融合和三维融合
。3.
根据权利要求2所述的基于三周期极小曲面的结构多维融合方法,其特征在于,所述根据所述待融合结构体的种类及预设融合方式,确定融合激活函数,包括:基于所述待融合结构体的种类,当所述预设融合方式为一维融合时,确定所述融合激活函数的表达式为:其中,
η
1D
表示一维激活函数,
α
为可调节结构体过渡程度的参数,
b
为控制结构体的融合位置的参数;基于所述待融合结构体的种类,当所述预设融合方式为二维融合时,确定所述融合激活函数的表达式为:其中,
η
2D
表示二维激活函数,
α
为可调节结构体过渡程度的参数,
r
表示融合半径;基于所述待融合结构体的种类,当所述预设融合方式为三维融合时,确定所述融合激活函数的表达式为:其中,
η
3D
表示三维激活函数,
α
为可调节结构体过渡程度的参数,
r
表示融合半径
。4.
根据权利要求3所述的基于三周期极小曲面的结构多维融合方法,其特征在于,所述一维融合为所述待融合结构体沿着预设的轴进行线性连接;所述二维融合为所述待融...
【专利技术属性】
技术研发人员:晏石林,张晓楠,谢翔宇,王成,李永静,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:
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