上海交通大學;上海交通大學安徽(淮北)陶鋁新材料研究院吳一獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉上海交通大學;上海交通大學安徽(淮北)陶鋁新材料研究院申請的專利人工設置力學性能分布的仿生球狀點陣結構設計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114121183B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111308134.6,技術領域涉及:G16C60/00;該發明授權人工設置力學性能分布的仿生球狀點陣結構設計方法是由吳一;高振洋;王洪澤;孫華;王浩偉設計研發完成,并于2021-11-05向國家知識產權局提交的專利申請。
本人工設置力學性能分布的仿生球狀點陣結構設計方法在說明書摘要公布了:本發明屬于增材制造先進結構材料設計領域,涉及一種人工設置力學性能分布的仿生球狀點陣結構設計方法,包括:根據點陣堆砌模式的球形元胞曲面設計;仿生多層級拓撲分割網絡設計;通過拓撲分割網絡布爾分割球形元胞;基于力學性能分布需求和不同設計參數的仿生多層級球形元胞比較,通過性能匹配方式實現人工設計力學性能的點陣分布;利用增材制造技術對材料進行成形制造。本發明基于增材制造技術提供的復雜結構成形與設計能力,提出了球形點陣結構的元胞進行不同堆砌連接和仿生多層級表面拓撲的設計方法,并通過元胞力學性能與材料性能分布需求比較匹配的方式,實現一種通過仿生多層級拓撲球形點陣元胞組合達到人工設計材料力學性能分布的方法。
本發明授權人工設置力學性能分布的仿生球狀點陣結構設計方法在權利要求書中公布了:1.一種人工設置力學性能分布的仿生球狀點陣結構設計方法,其特征在于,包括下列步驟: S1、根據點陣堆砌屬性設計球形元胞曲面; 在步驟S1中,包括以下步驟: S11、根據點陣堆砌特性,選取元胞對應的連接體位置; S12、基于連接體尺寸l、球狀元胞半徑R和連接體截面圓弧半徑r,設計截面為圓弧且連接位置處處平滑的連接曲面; 根據連接體尺寸l、連接體位置、球狀元胞半徑R,生成截面圓弧線對象,將該對象沿O1O2軸線利用Rhino中Revolve指令旋轉成形,形成連接曲面; S13、根據連接曲面設計與選取連接體位置,對原有球狀曲面與連接曲面進行布爾分割重組,切割刪除鏈接曲面與球形曲面閉合交線內部球形曲面,并與連接曲面結合形成球形元胞,該球形元胞曲面處處平滑; S2、仿生多層級拓撲分割網絡設計; 在步驟S2中,包括以下步驟: S21、根據選取的拓撲種類與拓撲面數N,利用RhinoPolyhedron插件,生成由N個平面拓撲單元組成的拓撲多面體; S22、根據球狀元胞設計半徑R,利用RhinoPullCommand將拓撲多面體邊界映射至球形曲面,形成由N個曲面拓撲單元邊線組成的球狀拓撲多面體網絡; S23、將球形曲線基于球狀拓撲多面體網絡布爾分割為離散的N個拓撲曲面面的集合; S24、局域結構桿尺寸d,利用RhinoPanelingTools對離散拓撲曲面邊界進行基于該曲面的中心偏移,并利用FilletCorners指令對偏移的邊界線作圓角處理,得到最終的拓撲分割網絡; S3、通過拓撲分割網絡布爾分割球形元胞; 在步驟S3中,原有球形拓撲分割網絡被映射至非連接區域的元胞球形曲面部分,對該部分進行布爾分割,將分割后得到的仿生多層級拓撲球形曲面與連接曲面重新結合,形成仿生多層級拓撲球形元胞; S4、基于力學性能分布需求和不同設計參數的仿生多層級球形元胞比較,通過性能匹配方式實現人工設計力學性能的點陣分布; S5、利用增材制造技術對材料進行成形制造; 在步驟S4中,包括以下步驟: S41、針對不同設計參數的仿生球狀元胞進行力學性能分析,建立由設計參數與力學性能關系的模型; S42、根據實際力學性能分布需求,對元胞力學性能進行匹配分布,從而實現人工設計力學性能分布的仿生多層級球狀點陣結構。
如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術,可聯系本專利的申請人或專利權人上海交通大學;上海交通大學安徽(淮北)陶鋁新材料研究院,其通訊地址為:200240 上海市徐匯區上海市華山路1954號;或者聯系龍圖騰網官方客服,聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。
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