[发明专利]一种基于传力路径法的非均匀点阵优化方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于传力路径法的非均匀点阵优化方法及系统，构建单胞结构一致的均匀点阵模型；根据传力路径法重新调整单胞厚度t的分布，对均匀点阵模型进行优化，得到优化后的点阵模型。本发明根据点阵材料受力大小调整结构参数，使得伪周期点阵结构的参数分配更合理，更符合工程应用。

技术领域

本发明属于点阵优化技术领域，具体涉及一种基于传力路径法的非均匀点阵优化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

点阵结构作为一种新型结构，具有轻质并且高强的结构特点，比传统的固体实心金属结构，具有较大优势，能够满足航海、航空、航天等领域对于轻量化的设计要求。

但据发明人了解，现有的点阵结构分为二维点阵与三维点阵。根据外形结构，二维与三维点阵又分为不同形状。如二维点阵包括了六边形、方形、三角形等形成的阵列式蜂窝结构，三维点阵包括了四面体型、金字塔型结构。可以看出，很多点阵结构均为均匀分布的结构，即各个单元/单胞相同，但这种并不适合于工程应用，因为工程上常会出现各个单元受力不均匀的情况出现。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于传力路径法的非均匀点阵优化方法及系统，本发明根据点阵材料受力大小调整结构参数，使得伪周期点阵结构的参数分配更合理，更符合工程应用。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种基于传力路径法的非均匀点阵优化方法，包括以下步骤：

构建单胞结构一致的均匀点阵模型；

根据传力路径法重新调整单胞厚度t的分布，对均匀点阵模型进行优化，得到优化后的点阵模型。

作为可选择的实施方式，根据传力路径法重新调整单胞厚度t的分布的具体过程包括将作用在结构上的力分解，基于力平衡原则，绘制携带恒定分力力流线。

作为进一步限定的实施方式，在正交方向，利用力的平衡原则，分别在正交方向绘制分力恒定的力流图，综合两方向力流绘制结果，对结构传力特征进行分析。

作为进一步限定的实施方式，所述作用在结构上的力包括外荷载和外荷载引起的支反力。

作为进一步限定的实施方式，将力分解为外荷载方向的力及与外荷载方向垂直，由外荷载引起的支反力两部分分别绘制力流。

作为进一步限定的实施方式，当传力路径发生偏移时，由平衡可知结构内存在弯矩，结构的弯矩由外荷载端到应力最密集区域为线性增加。

作为可选择的实施方式，根据传力路径法得到的路径的疏密和形状，能够反映出结构内部的应力和内力分布情况，根据路径的疏密和形状重新排布点阵厚度。

一种基于传力路径法的非均匀点阵优化系统，包括：

均匀模型构建模块，被配置为构建单胞结构一致的均匀点阵模型；

模型优化模块，被配置为根据传力路径法重新调整单胞厚度t的分布，对均匀点阵模型进行优化，得到优化后的点阵模型。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法中的步骤。

一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明根据传力路径法重新调整单胞厚度t的分布，根据传力路径的分布，重新排布，使得点阵分布更合理，受力能力更强，能够适应于应用情况，有利于减少点阵重量，实现轻量化设计。