基于拓扑优化密度场映射的梯度共形点阵设计方法、系统及应用

    公开(公告)号:CN119378253A

    公开(公告)日:2025-01-28

    申请号:CN202411512116.3

    申请日:2024-10-28

    Abstract: 本发明提供了基于拓扑优化密度场映射的梯度共形点阵设计方法、系统及应用,涉及结构轻量化设计领域。该设计方法包括:对模型划分划分共形六面体网格,网格单元尺寸设置为点阵胞元的尺寸;基于拓扑优化前处理计算,提取网格单元的密度场信息,通过密度场映射基于三向线性插值方法构造连续梯度TPMS点阵结构;针对每个共形六面体网格单元提取其所对应密度场的TPMS单胞的空间坐标;基于等参变换将位于局部坐标系中的所述TPMS单胞的所有顶点坐标变换到与其对应的位于整体坐标系中的共形六面体网格单元坐标;遍历所有共形六面体网格单元,获得梯度共形TPMS点阵结构并输出。本方法可解决传统点阵填充时因胞元不完整、不保形而影响结构力学性能的缺点。

    异构点阵几何连续性融合及应变能驱动的多尺度设计方法、系统及应用

    公开(公告)号:CN119129022A

    公开(公告)日:2024-12-13

    申请号:CN202411247191.1

    申请日:2024-09-06

    Abstract: 本发明提供了异构点阵几何连续性融合及应变能驱动的多尺度设计方法、系统及应用,涉及结构轻量化设计及增材制造领域。该方法包括:建立三维点阵模型并对其点阵结构进行数值化计算,获得点阵结构机械性能数值与密度关联的离散值;按照预定大小的体素单元对三维点阵模型进行网格划分和拓扑优化,输出单元结点位移场和体素单元密度场;计算各点阵单元结点处的应变能数值,得到点阵胞元构型分布场;根据点阵胞元的构型场和体素单元插值后的密度场,对点阵结构的异构胞元边界部分进行几何连续性融合优化,再输出三维点阵模型;将三维点阵模型作为输入模型进行增材制造。该方法可以实现设计域内TPMS点阵构型及其相对密度的有序自适应分布,获得高刚度的异构融合点阵,从而应用于增材制造。

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