[发明专利]孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法及制备方法

权利要求书

1.一种孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法，其特征是：包括以下步骤：

1)设定所述多孔结构特征

设定所述多孔结构胞元所在的正方体空间边长为L,该结构满足关系式：

其中，x、y、z代表坐标值，t控制该结构的几何形态参数；

2)建立特征曲线

采用三维软件建模，取t值为0，令L＝2a，确定所述多孔结构的几何形态，得方程式：

其中x∈(-a,a)、y∈(-a,a)、z(-a,a)；

画出处于x＝a平面上的三条特征曲线；

①画出第一特征曲线：

已知L∈(-a,a)，长度L＝2a，且处于x＝a的平面上，将x＝a带入式(2)，可得：

根据式(3)可得

将式(5)化作参数方程，引入θ，令θ∈(0,1)

因为y∈(-a,a)，令y＝2×θ×a-a,带入式(5)得：

因此，第一特征曲线可由下列参数方式表示：

根据式(7)采用三维软件，用参数曲线建模，可作出第一特征曲线；

②画出第二特征曲线：

第二特征曲线由第一特征曲线的y∈(0,a)部分曲线向Z轴正方向平移距离a得到，此时y∈(0，a)，故取y＝θ×a，则第二特征曲线的参数方程为：

根据式(8)采用三维软件，用参数曲线建模，可作出第二特征曲线；

③画出第三特征曲线：

第三特征曲线由第一特征曲线的y∈(-a,0)部分向Z轴负方向平移距离a得到，此时y∈(-a,0)，则第三特征曲线的参数方程为：

根据式(9)采用三维软件，用参数曲线建模，可作出第三特征曲线；

④画出第四特征曲线:画出处于y＝a/2平面上的第四特征曲线：

在平面y＝a/2上作出第四特征曲线，令y∈(-a,a)，第四特征曲线的参数方程为：

根据式(10)采用三维软件，用参数曲线建模，可画出第四特征曲线；

⑤将第一特征曲线、第二特征曲线、第三特征曲线、第四特征曲线旋转、平移、镜像至平面：x＝-a,y＝±a,z＝±a及x＝±a/2,y＝±a/2,z＝±a/2，可得骨架特征曲线；

3)建立连续曲面

在骨架特征曲线中将曲线连成的最小封闭曲面分别在三维软件中生成连续曲面，得基本曲面；

4)曲面加厚

对基本曲面进行双侧加厚，将其实体化，得到孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构模型；

所述步骤2)中，骨架特征曲线的建成方式如下：将第一特征曲线、第二特征曲线、第三特征曲线设为特征曲线组一，将所述特征曲线组一绕坐标轴Y轴逆时针旋转90°，再绕Z轴顺时针旋转90°得到特征曲线组二；将特征曲线组一关于平面x＝0镜像，得到特征曲线组三；将特征曲线组二关于平面z＝0镜像，得到特征曲线组四；将特征曲线组二绕X轴顺时针旋转90°再绕Y轴顺时针旋转90°得到特征曲线组五；将特征曲线组五关于平面y＝0对称得到特征曲线组六；将特征曲线组一关于平面y＝0镜像并向X轴负方向平移a长度，得到特征曲线组七；将特征曲线组七绕X轴逆时针旋转90°再绕Z轴顺时针旋转90°得到特征曲线组八；特征曲线组七绕Y轴逆时针旋转90°再绕Z轴逆时针旋转90°得到特征曲面组九；将第四特征曲线向Z轴负方向移动单位a距离得到第五特征曲线；将所述第四特征曲线、第五特征曲线设为特征曲线组十，将特征曲线组十绕X轴逆时针旋转90°再绕Y轴逆时针旋转90°得到特征曲线组十一；将特征曲线组十绕Z轴逆时针旋转90°并绕X轴顺时针旋转90°得到特征曲线组十二；将特征曲线组十绕X轴顺时针旋转180°得到特征曲线组十三；将特征曲线组十绕X轴逆时针旋转90°并绕Z轴顺时针旋转90°得到特征曲线组十四；将特征曲线组十四绕Y轴顺时针旋转180°得到特征曲线组十五；

所述特征曲线组一至特征曲线组十五组合构成所述骨架特征曲线。

2.一种孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构的制备方法，其特征是：包括采用如权利要求1所述的孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法进行建模；

孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构采用选择性激光熔化方法制备。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是：采用钛合金粉末作为材料。