半序多孔模型建模與仿真技術(shù)研究.pdf

1、多孔模型在自然界廣泛存在，如骨頭、植物根莖等。這些模型經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年自然選擇形成，具有質(zhì)量輕、性能卓越等優(yōu)良特性，有廣泛的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。增材制造技術(shù)（或三維打?。┑目焖侔l(fā)展，也使得精確加工此類復(fù)雜模型成為可能。
　　本研究提出了一種新型的半序多孔模型，該類多孔模型結(jié)構(gòu)單元相似，且宏觀上具有一定規(guī)律分布，為高效多孔模型建模和仿真提供了可能。研究了半序多孔模型的幾何建模及控制方法、快速仿真方法，并開(kāi)發(fā)相關(guān)原型系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)者能夠創(chuàng)建出復(fù)雜多

2、樣的半序多孔模型，彌補(bǔ)了通用CAD軟件系統(tǒng)對(duì)此復(fù)雜模型建模能力不足的缺陷，可促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。
　　具體來(lái)說(shuō)，本文的主要研究工作包括:
　　1、首次提出了半序模型概念，實(shí)現(xiàn)了宏觀結(jié)構(gòu)與微觀單元結(jié)構(gòu)的耦合建模。通過(guò)模型六面體網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)單元宏觀控制，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)微觀單元與一般單元映射實(shí)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)統(tǒng)一建模，系首次此類系統(tǒng)研究。
　　2、提出三種微觀結(jié)構(gòu)建模方法:基于多邊形面網(wǎng)格、基于三向周期性極小曲面（隱式曲面）、以及基于

3、超公式的參數(shù)曲面建模方法，可滿足不同設(shè)計(jì)需求。進(jìn)一步，通過(guò)三線性插值方法，建立了標(biāo)準(zhǔn)六面體微觀單元到一般六面體微觀單元的映射關(guān)系。此外，根據(jù)用戶指定的少量控制點(diǎn)，利用徑向基函數(shù)進(jìn)行形變插值，實(shí)現(xiàn)了宏觀結(jié)構(gòu)的形變控制。
　　3、根據(jù)模型單元相似，整體具有規(guī)則性的特點(diǎn)，引入了均勻化仿真方法，實(shí)現(xiàn)了多孔模型的快速仿真，克服傳統(tǒng)有限元方法計(jì)算量大的困難。
　　4、基于上述研究工作，構(gòu)建了多孔模型建模及仿真平臺(tái)原型，實(shí)現(xiàn)了半序多孔模型