【摘要】：隨著3D打印的發(fā)展,模型的輕量化建模已成為該領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。提出一種"弱平衡"輕量化建模方案來生成3D打印模型的內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)。該方案能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)分析自動生成內(nèi)部密度變化的填充。該方法主要包括三個步驟:利用基于截面結(jié)構(gòu)分析的方法來分析模型的應(yīng)力分布及薄弱部分;利用一種混合的網(wǎng)格偏置技術(shù)向內(nèi)部偏置模型,生成殼體模型。根據(jù)模型的應(yīng)力分布,提出一種改進(jìn)的泊松圓盤采樣技術(shù)在偏置模型表面生成連續(xù)的密度分布點(diǎn),在應(yīng)力大的區(qū)域,點(diǎn)的分布密集,而在應(yīng)力較小的區(qū)域,點(diǎn)的分布較稀疏;提出一種"弱平衡"八叉樹技術(shù)對采樣點(diǎn)進(jìn)行空間劃分,利用體心立方結(jié)構(gòu)及Delaunay 3D算法將偏置模型生成四面體網(wǎng)格模型。在該四面體網(wǎng)格模型中,單元四面體的體積從外部到內(nèi)部漸變,且在物體薄弱部分填充密度較大。這些單元四面體被用來直接生成"框架-結(jié)點(diǎn)"結(jié)構(gòu)。所提出的"弱平衡"輕量化方案允許根據(jù)應(yīng)力分析在模型不同的部分生成不同密度的填充,從而取得全局優(yōu)化的填充。
[Abstract]:With the development of 3D printing, lightweight modeling of models has become a research focus in this field. A "weak balance" lightweight modeling scheme is proposed to generate the internal filling structure of 3D printing model. The scheme can automatically generate the filling of internal density change according to the structural analysis. The method mainly consists of three steps: using the method based on section structure analysis to analyze the stress distribution and weak part of the model, and using a hybrid grid bias technique to generate the shell model. According to the stress distribution of the model, an improved Poisson disk sampling technique is proposed to generate continuous density distribution points on the surface of the bias model. In the area with large stress, the distribution of points is dense, while in the area where the stress is small, the distribution of points is sparse. A "weak equilibrium" octree technique is proposed to divide the sampling points into space, and the body-centered cubic structure and Delaunay 3D algorithm are used to generate the tetrahedral grid model. In the tetrahedral mesh model, the volume of the tetrahedral element gradients from the outside to the interior, and the filling density is large in the weak part of the object. These element tetrahedral elements are used to generate frame-node structure directly. The proposed "weak equilibrium" lightweight scheme allows different densities to be generated in different parts of the model according to stress analysis, so as to obtain globally optimized filling.
【作者單位】： 南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院;青島海之子建筑工程有限公司;
【基金】：航空基金(20151652024) 江蘇省科技支撐計劃(BE 2014 009-3) 國家留學(xué)基金管理委員會公派出國留學(xué)(CSC 201506830043,201506835025)資助項(xiàng)目
【分類號】：TP391.73

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本文編號：2498521