[发明专利]一种具有闭孔泡沫结构的反射镜主体设计与优化方法

权利要求书

1.一种具有闭孔泡沫结构的反射镜主体设计与优化方法，其特征在于该方法如下：

步骤1、利用三维建模软件创建反射镜主体初始模型；反射镜主体初始模型具有内部腔体；

步骤2、在Rhino中的Grasshopper插件坐标系中创建与反射镜主体初始模型腔体横截面尺寸相应的立方体；输入设定的种子数量N，通过3D-Voronoi算法对立方体进行剖分，得到由N个多棱形晶格构成的初始闭孔泡沫结构面模型，借助Delaunay三角化算法生成Delaunay三角结构；将初始闭孔泡沫结构面模型中每个多棱形晶格的各侧面向内缩进对晶格边界加设定厚度t1；将各Delaunay三角的每个边加粗形成半径为r1的细圆柱体，得到闭孔泡沫结构终模型；

步骤3、在三维建模软件中将闭孔泡沫结构终模型修剪并嵌入反射镜主体初始模型的内部腔体中；将闭孔泡沫结构终模型与Delaunay三角结构作布尔运算，得到具有气流通道的反射镜主体模型；

重复步骤2～步骤3并反复调整种子数量N、设定厚度t1，选取反射镜主体镜面变形量最小时对应的具有气流通道反射镜主体模型作为反射镜主体最终模型。

2.根据权利要求1所述的具有闭孔泡沫结构的反射镜主体设计与优化方法，其特征在于所述的步骤2中，采用下述方法得到闭孔泡沫结构终模型：

步骤2.1、在Rhino中的Grasshopper插件坐标系中创建与反射镜主体初始模型内部腔体横截尺寸相应的立方体；

步骤2.2、在Grasshopper插件中输入设定的种子数量N，并通过其中的3D-Voronoi算法对立方体进行剖分，得到由以各种子为中心的N个多棱形晶格构成的初始闭孔泡沫结构面模型；

步骤2.3、将每个多棱形晶格的各侧面向内缩进对晶格边界加设定厚度t1，形成初始闭孔泡沫结构体模型；

步骤2.4、借助Delaunay三角算法在立方体上生成Delaunay三角结构，得到初始闭孔泡沫结构中间模型；

步骤2.5、将各Delaunay三角的每个边加粗形成半径为r1的细圆柱体，最后得到闭孔泡沫结构终模型。

3.根据权利要求1所述的具有闭孔泡沫结构的反射镜主体设计与优化方法，其特征在于所述的步骤2中，采用下述方法得到闭孔泡沫结构终模型：

步骤2.1、在Rhino中的Grasshopper插件坐标系中创建与反射镜主体初始模型腔体横截面尺寸相应的立方体；

步骤2.2、在Grasshopper插件中输入设定的种子数量N，并通过其中的3D-Voronoi算法对立方体进行剖分，得到由以各种子为中心的N个多棱形晶格构成的初始闭孔泡沫结构面模型；

步骤2.3、借助Delaunay三角化算法在立方体上生成Delaunay三角结构；

步骤2.4、将每个多棱形晶格的各侧面向内缩进对晶格边界加设定厚度t1，形成初始闭孔泡沫结构体模型；

步骤2.5、将各Delaunay三角的每个边加粗形成半径为r1的细圆柱体，最后得到闭孔泡沫结构终模型。

4.根据权利要求1所述的具有闭孔泡沫结构的反射镜主体设计与优化方法，其特征在于所述的步骤2中，采用下述方法得到闭孔泡沫结构终模型：

步骤2.1、在Rhino中的Grasshopper插件坐标系中创建与反射镜主体初始模型腔体横截面尺寸相应的立方体；

步骤2.2、在Grasshopper插件中输入设定的种子数量N，并借助Delaunay三角化算法在立方体上生成Delaunay三角结构；

步骤2.3、通过3D-Voronoi算法对立方体进行剖分，得到由以各种子为中心的N个多棱形晶格构成的初始闭孔泡沫结构面模型；

步骤2.4、将每个多棱形晶格的各侧面向内缩进对晶格边界加设定厚度t1，形成初始闭孔泡沫结构体模型；

步骤2.5、将各Delaunay三角的每个边加粗形成半径为r1的细圆柱体，最后得到闭孔泡沫结构终模型。

5.根据权利要求1所述的具有闭孔泡沫结构的反射镜主体设计与优化方法，其特征在于所述的步骤2中，采用下述方法得到闭孔泡沫结构终模型：

步骤2.1、在Rhino中的Grasshopper插件坐标系中创建与反射镜主体初始模型内部腔体横截面尺寸相应的立方体；

步骤2.2、在Grasshopper插件中输入设定的种子数量N，并通过其中的3D-Voronoi算法对立方体进行剖分，得到由以各种子为中心的N个多棱形晶格构成的初始闭孔泡沫结构面模型；

步骤2.3、将每个多棱形晶格的各侧面向内缩进对晶格边界加设定厚度t1，得到闭孔泡沫结构体模型；

步骤2.4、将闭孔泡沫结构体模型导入三维建模软件中，对其进行修剪并调整位置使其嵌入反射镜主体初始模型的内部腔体中，得到反射镜主体中间模型；

步骤2.5、在Grasshopper插件的闭孔泡沫结构体模型中隐去各多棱形晶格边界；借助Delaunay三角化算法生成Delaunay三角结构，将各Delaunay三角的每个边加粗形成半径为r1的细圆柱体，得到具有Delaunay三角结构的立方体；

步骤2.6、将具有Delaunay三角结构的立方体导入三维建模软件中并使其与反射镜主体中间模型中的闭孔泡沫结构体模型合成在一起得到闭孔泡沫结构终模型。