一种基于虚拟拓扑的极小曲面结构有限元模型建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟拓扑的极小曲面结构有限元模型建模方法，涉及极小曲面结构建模领域，其包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟拓扑的极小曲面结构有限元模型建模方法


[0001]本专利技术涉及极小曲面结构建模领域，具体涉及一种基于虚拟拓扑的极小曲面结构有限元模型建模方法
。

技术介绍

[0002]三周期极小曲面
(TPMS)
结构由于其良好的力学和几何特性
、
高自由度的可设计性
、
优美的几何外形，在能量吸收
、
传声传热
、
生物医学等领域被广泛应用
。
为了更好的分析其力学性能，国内外学者对
TPMS
结构的力学性能
、
传热学性能等进行了大量的理论分析，仿真模拟和实验研究
。
由于此类结构特殊的几何外形，其生产加工成本较高，难以快速批量生产实验所需材料
。
与此同时，对于
TPMS
结构难以使用解析方法分析其力学响应，因而基于有限元法的各类数值仿真成为对结构的重要研究方法
。
[0003]传统建立
TPMS
结构的有限元模型通常借由相关几本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于虚拟拓扑的极小曲面结构有限元模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
对极小曲面结构进行几何形貌建模，得到极小曲面结构的形貌模型；
S2、
对极小曲面结构的形貌模型进行虚拟拓扑处理，并进行对称切分；
S3、
对对称切分得到的曲面进行有限元网格划分，得到曲面基本单元网格模型文件；
S4、
对曲面基本单元网格模型文件进行熔合，得到极小曲面结构的有限元模型
。2.
根据权利要求1所述的一种基于虚拟拓扑的极小曲面结构有限元模型建模方法，其特征在于，步骤
S1
的具体方法包括以下子步骤：
S1
‑
1、
获取极小曲面结构的曲面方程
、
曲面覆盖坐标范围；将密集点阵间距设置为极小曲面周期长度的
1/10
，在曲面覆盖坐标范围内等间距构建密集点阵；
S1
‑
2、
将密集点阵中各个点坐标带入极小曲面结构的曲面方程，获取对应的控制曲面厚度梯度值；
S1
‑
3、
通过改变极小曲面结构的曲面方程中的控制曲面厚度梯度函数表达式，或改变极小曲面结构的曲面方程中的常数项，获取该极小曲面结构对应的曲面厚度需求区间；
S1
‑
4、
若控制曲面厚度梯度值位于曲面厚度需求区间内，则将对应的点坐标保留，否则舍去对应的点坐标；
S1
‑
5、
将保留的点坐标集合作为满足极小曲面方程的点阵集合；
S1
‑
6、
将满足极小曲面方程的点阵集合保存为相应的点阵数据文件或直接转存为几何模型文件，得到极小曲面结构的形貌模型
。3.
根据权利要求2所述的一种基于虚拟拓扑的极小曲面结构有限元模型建模方法，其特征在于，步骤
S2
的具体方法包括以下子步骤：
S2
‑
1、
通过有限元前处理软件读取极小曲面结构的形貌模型，并生成对应的初始几何模型；
S2
‑
2、
计算初...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪存显，王浩东，兰开伟，王永帅，邓琼，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：