主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
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一种基于Voronoi图的三维开孔泡沫模型构建方法
作者:
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中国飞机强度研究所

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中图分类号:

V250

基金项目:


A method for constructing a 3D open-cell foam model based on Voronoi diagram
Author:
Affiliation:

Aircraft Strength Research Institute of China

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    摘要:

    开孔泡沫材料是一种可以满足航空航天等高新技术领域实际需求的一种先进的功能结构一体化材料,在工程实际生产应用方面有很好的前景。关于三维开孔泡沫的力学模型研究已经得到了一定的发展和研究,但是对声学鲜有研究。提出一种利用Voronoi 图构建三维开孔泡沫模型的方法,用于模拟开孔泡沫微结构的几何特性;定义扰动因子K 来衡量微观结构的不规则程度;利用光敏树脂打印技术生成对应的实物模型,并通过力学及声学实验与仿真对生成模型的准确性进行验证。结果表明:生成的带有截面属性的开孔泡沫实体模型可以导入多种有限元软件完成力学、声学等有限元计算,对三维Voronoi 开孔泡沫模型的构建提供了思路和方法,对多孔材料的进一步性能研究和生产制备都具有一定的借鉴意义。

    Abstract:

    Open-cell foam material is an advanced functional and structural integration material that can meet the practical needs of aerospace and other high-tech fields, and has a good prospect in practical engineering production applications. In this paper, a method of constructing a 3D open-cell foam model using Voronoi diagram is proposed to simulate the geometrical characteristics of the open-cell foam microstructure, and the disturbance factor K is defined to measure the degree of irregularity of the microstructure. The smaller the disturbance factor, the more regular the microstructure. The generated porous foam solid model with cross-section properties can be imported into a variety of finite element software to complete the finite element calculation such as mechanics and acoustics, and the corresponding physical model can be generated by photosensitive resin printing technology. The accuracy of the generated model is further verified by mechanical and acoustic experiments and simulations. This paper provides an idea and method for the construction of three-dimensional Voronoi open-cell foam model, and has certain reference significance for the further study of properties and production of porous materials.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

屈青珩.一种基于Voronoi图的三维开孔泡沫模型构建方法[J].航空工程进展,2024,15(5):58-66

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  • 收稿日期:2023-11-28
  • 最后修改日期:2024-07-11
  • 录用日期:2024-07-19
  • 在线发布日期: 2024-09-02
  • 出版日期: