一种双相TPMS点阵结构的等效力学性能分析方法及其应用技术

技术编号:44739612 阅读:34 留言:0更新日期:2025-03-21 18:07
本发明专利技术公开了一种双相TPMS点阵结构的等效力学性能分析方法及其应用,属于材料结构技术领域。本发明专利技术通过将双相TPMS点阵结构中的两种材料通过等效理论方法等效为一种材料,由于使用单种材料进行模拟时可用壳单元建立模型进行计算,壳模型再曲面壁厚度上仅有一层单元,这使得模型单元数量大大减少,且无需考虑两种材料之间的耦合效应,由此再进行仿真计算可提高其计算效率,并验证了其有效性;本发明专利技术创新性的将复合材料板的等效计算方法运用在这个结构的曲面上,在保证计算分析准确性的前提下,大幅提高了计算速度与效率,其中与一般分析计算方法使用实体单元建模相比,计算时长减少了95.32%,具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料结构,具体涉及一种双相tpms点阵结构的等效力学性能分析方法及其应用。


技术介绍

1、在现代的工程领域中,分析计算的速度与效率是一个重要的问题,研究人员也一直致力于通过先进的计算技术和方法,提高实际工程的效率、降低分析计算的时间成本、缩短研发周期、提升分析计算质量。

2、在材料结构设计中,将双相与tpms点阵结构结合能获得较好的力学性能。一般的分析计算方法在分析双相tpms点阵结构的力学性能时,先建立该双相tpms点阵结构的实体网格模型,再分别对两种材料所在位置赋予材料属性,然后通过约束将四层材料耦合在一起,进行数值模拟的仿真。这样的分析计算具有良好的准确性,但是对于多胞元阵列的整体结构所包含的网格体量大,且由于双相设计,该结构在厚度上存在两种材料,所以一般计算方法下,在厚度方向上需要划分比单材料更多的网格来保证计算的准确性,这导致网格数量大幅增加,从而导致对双相tpms点阵结构的力学性能分析计算效率低,时间长,占用较多计算资源,难以满足实际工程的需求。因此,双相tpms点阵结构的力学性能分析方法仍有待发展与突破。

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【技术保护点】

1.一种双相TPMS点阵结构的等效力学性能分析方法,其特征在于,具体步骤包括:

2.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤S1中,软相材料为热塑性聚氨酯。

3.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤S1中,硬相材料为聚乳酸。

4.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤S1中,软相材料和硬相材料两种材料体积比为1:1。

5.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤S1中,对已选择的材料进行狗骨件拉伸试验,具体为:在万能试验机上进行单轴拉伸试验,万能试...

【技术特征摘要】

1.一种双相tpms点阵结构的等效力学性能分析方法,其特征在于,具体步骤包括:

2.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤s1中,软相材料为热塑性聚氨酯。

3.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤s1中,硬相材料为聚乳酸。

4.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤s1中,软相材料和硬相材料两种材料体积比为1:1。

5.根据权利要求1所述的等效力学性能分析方法,其特征在于,所述步骤s1中,对已选择的材料进行狗骨件拉伸试验,具体为:在万能试验机上进行单轴拉伸试验,万能试验机配备了计算机控制和数据采集系统,从而可以自动获得力和位移数据;其中狗骨件拉伸工程应力-应变曲线通过力位移曲线得出,由此得到材料性能参数:刚度e、泊松比ν、屈服应力σy。

【专利技术属性】
技术研发人员:曹晓飞官颐婷
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:

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