[发明专利]一种正多面体多孔足跟区填充结构鞋底及其设计方法

说明书

本发明公开了一种正多面体多孔足跟区填充结构鞋底设计方法，包括以下步骤：步骤S1，建立鞋底模型；步骤S2，在鞋底足跟区分别建立多种不同正多面体多孔结构模型；步骤S3，分别对多种不同正面体多孔填充结构鞋底模型中的多孔结构设置不同的参数，以获得三组不同孔隙率、相同孔状类型的足跟区正多面体多孔填充结构鞋底模型；步骤S4，构建多组不同孔隙率、相同孔状类型的多孔填充结构鞋底的足部‑鞋底系统三维模型；步骤S5，对三维模型并进行动力学分析；步骤S6，对比不同孔隙率、不同鞋底的数据，获得最优的多孔填充结构鞋底优化结构。本发明还提供一种正多面体多孔足跟区填充结构鞋底。

技术领域

本发明涉及一种优化设计方法，具体涉及一种多孔正多面体填充结构鞋底设计方法。

背景技术

鞋是人在行走过程中一种重要的减震缓冲工具，七对足部减震保护具有至关重要的作用。通过实验方法来研究足鞋减震性能有着诸多的缺点，如实验周期长、成本高等。因此，越来越多的研究者开始利用计算机使用有限元法来研究足鞋减震性能。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供了一种基于能量法及有限元法来研究鞋底在足部运动过程中的缓冲性能及足跟区多孔填充结构鞋底优化设计的方法，可为鞋底的制造与设计提供理论指导与借鉴。

为了解决解决上述的技术问题，本发明提供了一种正多面体多孔足跟区填充结构鞋底优化设计方法，包括：

步骤S1，建立鞋底模型；

步骤S2，选择鞋底足跟区作为鞋底优化设计区域，在鞋底足跟区分别建立多种不同正多面体多孔结构模型，获得多种足跟区正多面体多孔填充结构鞋底模型；

步骤S3，分别对多种足跟区正多面体多孔填充结构鞋底模型中的多孔结构设置不同的参数，以获得多组不同孔隙率、相同孔状类型的足跟区正多面体多孔填充结构鞋底模型；

步骤S4，建立含骨骼、软组织及筋键的足部有限元模型，并将其与多组不同孔隙率、相同孔状类型的足跟区正多面体多孔填充结构鞋底模型装配在一起，分别获得多组不同孔隙率、相同孔状类型的多孔填充结构鞋底的足部-鞋底系统三维模型；

步骤S5，对多组不同孔隙率、相同孔状类型的多孔填充结构鞋底的足部-鞋底系统三维模型导入ABAQUS中，并进行网格划分及边界条件的设置，并进行动力学分析，获得鞋底的应力、位移及应变能；

步骤S6，对比不同孔隙率、不同多孔结构类型多孔填充结构鞋底的最大应变能、最大应力、最大位移等数据，获得最优的多孔填充结构鞋底优化结构。

在一较佳实施例中，所述步骤S2具体包括：

步骤S21：在UG中设定鞋底足跟区域；

步骤S22：选定鞋底足跟区作为多孔结构填充区域，并在此区域建立建立多个足跟区正多面体阵列填充模型，获得多种多孔足跟区填充结构鞋底模型；

所述多个足跟区正多面体阵列填充模型的建立规则是以边长为a的正多面体模型，并将其以间距d进行阵列，获得多个正多面体多孔足跟区填充结构鞋底模型；所述多个正多面体多孔足跟区填充结构鞋底模型中正多面体的边长数不相同。

在一较佳实施例中，所述步骤S3具体包括：

步骤S31：分别制定多组正多面体边长a与阵列间距d的组合；

步骤S32：重复执行步骤2，使得每一种足跟区正多面体多孔填充结构鞋底模型分别具有一组不同孔隙率、相同孔状类型的足跟区正多面体多孔填充结构鞋底模型。

在一较佳实施例中，所述步骤S4具体包括：

步骤S41：利用CT扫描技术，获得足部的CT扫描数据；