隨著航空、機(jī)電、生物與醫(yī)療技術(shù)的迅速發(fā)展,許多領(lǐng)域?qū)哂锌蛊�、防爆、輕質(zhì)化等特殊性能的鏤空結(jié)構(gòu)提出了需求,鏤空結(jié)構(gòu)在物理與機(jī)械性能指標(biāo)上具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性,高速發(fā)展的3D打印技術(shù)（增材制造）則為鏤空結(jié)構(gòu)復(fù)合組體的制造提供了有利的工具。雖然當(dāng)前增材制造技術(shù)在理論上能夠?qū)⒕哂腥魏蝺?nèi)部形態(tài)的產(chǎn)品制造出來,但在實(shí)踐中但仍缺乏相應(yīng)的建模方法與工具,特別是針對(duì)鏤空結(jié)構(gòu),由于其組成單元與內(nèi)部組分的雙重不規(guī)則性,還沒有相應(yīng)的CAD（ComputerAidedDesign）建模方法。本文從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)異質(zhì)性出發(fā),利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,研究了鏤空結(jié)構(gòu)復(fù)合組體的CAD建模方法,具體內(nèi)容有以下三個(gè)方面:1)鏤空結(jié)構(gòu)可以通過參數(shù)可調(diào)的元結(jié)構(gòu)組合而成,針對(duì)鏤空結(jié)構(gòu)組成單元的不規(guī)則性,利用Voronoi圖提出了鏤空結(jié)構(gòu)的元結(jié)構(gòu)建模方法。為了消除Voronoi元結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中現(xiàn)象,分別采用Nurbs（Non-UniformRational B-Spline）曲線與網(wǎng)格細(xì)分算法對(duì)二維和三維元結(jié)構(gòu)進(jìn)行光滑處理。給出了鏤空結(jié)構(gòu)的一種規(guī)則定義方法VoroSDF,以表述鏤空結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不規(guī)則組分信息。與STP（STandard fo... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１負(fù)泊松比材料的抗沖擊原理及效果展示??

１３．１．４超材料??超材料的原理圖如圖１－３所不，圖中左側(cè)為傳統(tǒng)的電磁材料，它的最小單元是原子；??右側(cè)是超材料，它的最小單元是可控的細(xì)觀結(jié)構(gòu)。與功能結(jié)構(gòu)的概念類似，超材料是通??過合理的組分與構(gòu)型而不是通過材料自身來獲得各種非常規(guī)的電磁學(xué)性能［２２】。超材料的??這種非自然機(jī)械性能使其在很多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用，如完美透鏡１２４１、隱身衣Ｉ２５，２６！、手性??材料？和吸波材料等。??ｎｗｆ???／??�。�??

雙?Ｉ：：：：：?Ｉ??（ａ）內(nèi)凹細(xì)胞單元?（ｂ）手性型細(xì)胞單元?（ｃ）星型細(xì)胞單元?（ｄ）雙箭頭細(xì)胞單元??圖１－２負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)??１３．１．４超材料??超材料的原理圖如圖１－３所不，圖中左側(cè)為傳統(tǒng)的電磁材料，它的最小單元是原子；??右側(cè)是超材料，它的最小單元是可控的細(xì)觀結(jié)構(gòu)。與功能結(jié)構(gòu)的概念類似，超材料是通??過合理的組分與構(gòu)型而不是通過材料自身來獲得各種非常規(guī)的電磁學(xué)性能［２２】。超材料的??這種非自然機(jī)械性能使其在很多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用，如完美透鏡１２４１、隱身衣Ｉ２５，２６！、手性??材料？和吸波材料等。??ｎｗｆ???／??�。�??圖１－３電磁材料與超材料??在功能結(jié)構(gòu)的三種類別中，復(fù)合材料在兩種材料的相交面處存在接觸面問題；功能??梯度材料只能產(chǎn)生漸變的功能，缺乏對(duì)細(xì)觀結(jié)構(gòu)的表述能力，而且由于生成模型被體素??化而變得難以制造；另一方面，功能梯度材料內(nèi)部的材料組分只能通過數(shù)學(xué)函數(shù)定義，??在利用ＣＡＤ工具設(shè)計(jì)與建模上存在困難。而具有周期性元胞結(jié)構(gòu)的鏤空結(jié)構(gòu)則可以通??過調(diào)控細(xì)觀結(jié)構(gòu)獲得各種極具性能的產(chǎn)品。??１．３．２增材制造技術(shù)??人類在制造行業(yè)的發(fā)展歷史悠久，但是在長(zhǎng)期的發(fā)展過程中，人類的手工技術(shù)行業(yè)、??制造行業(yè)的發(fā)展只有兩百年的歷史

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向3D打印體積極小的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)[J]. 徐文鵬,王偉明,李航,楊周旺,劉秀平,劉利剛.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2015(01)
[2]一種基于十字鏤空結(jié)構(gòu)的低頻超材料吸波體的設(shè)計(jì)與制備[J]. 周卓輝,劉曉來,黃大慶,康飛宇.  物理學(xué)報(bào). 2014(18)
[3]面向CAD系統(tǒng)的連續(xù)體結(jié)構(gòu)形狀與拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 夏鴻建,張繼偉,陳新度.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(23)
[4]DNA折紙術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 石黨委,王振剛,徐景坤,丁寶全.  科學(xué)通報(bào). 2013(24)
[5]增材制造（3D打�。┘夹g(shù)發(fā)展[J]. 盧秉恒,李滌塵.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2013(04)
[6]增材制造:實(shí)現(xiàn)宏微結(jié)構(gòu)一體化制造[J]. 李滌塵,賀健康,田小永,劉亞雄,張安峰,連芩,靳忠民,盧秉恒.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[7]基于分形結(jié)構(gòu)的太赫茲超材料吸波體[J]. 楊嫻,張建民.  陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[8]設(shè)備操作控制過程模型及其仿真環(huán)境的規(guī)范化研究[J]. 趙曉峰,趙正旭,周以齊,楊超英.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]元結(jié)構(gòu)方法的理論建模和驗(yàn)證[J]. 郭壘,張輝,汪勁松,葉佩青.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(23)
[10]負(fù)泊松比材料與結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究及應(yīng)用[J]. 楊智春,鄧慶田.  力學(xué)進(jìn)展. 2011(03)

博士論文
[1]3D打印中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題研究[D]. 徐文鵬.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]非自然機(jī)械性能材料結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模擬與設(shè)計(jì)方法研究[D]. 郭陽.山東大學(xué) 2015
[3]復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)若干關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 諶炎輝.西安電子科技大學(xué) 2013
[4]周期性復(fù)合材料有效性能的均勻化計(jì)算[D]. 黃富華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]產(chǎn)業(yè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建模、仿真與分析[D]. 姚燦中.華南理工大學(xué) 2010
[6]基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械產(chǎn)品零部件分析與配置技術(shù)研究[D]. 劉夫云.浙江大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于均勻化理論的材料微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 湯亞男.湘潭大學(xué) 2011
[2]復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)減重優(yōu)化與瞬態(tài)傳熱分析方法[D]. 張二亮.西北工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3595187