多级仿生建模及优化技术
China Mechanical Engineering（2019）
摘要
针对增材制造模型高硬度和高抗断裂韧性不可共存的问题,受自然界多级生物体结构的启发,提出了一种多级晶格结构建模方法.设计了具有一定力学特性的晶格模型族,对多级体空间进行分级填充,采用等值面几何建模算法实现了晶格间的过渡连接与梯度设计;通过图片映射的方法,利用有限元分析结果来驱动晶格结构的孔隙率、尺寸等参数,多次迭代获得满足生物力学特性的模型.试验验证了该方法可以较好地控制多级晶格的弹性模量及其抗断裂韧性.将该方法运用到牙齿的设计中,取得了良好的效果.
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