[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

摘要

本发明公开了一种孔隙特性可控和模量匹配的多孔结构建模方法，包括以下步骤：1)设定所述多孔结构特征；2)建立特征曲线；3)建立连续曲面；4)曲面加厚。本发明的建模方法通过严格的参数函数，建立边界曲线，只需在自定义工具中输入需要的胞元所在的正方体空间边长值和厚度值，模型会自动更新最新的参数，无需从第一步开始重复调整，具有非常自由的可调性。

主权项

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。