[发明专利]微结构族等效材料性质的计算方法、微结构、系统及介质

权利要求书

1.一种微结构族等效材料性质的计算方法，其特征在于，包括：

在单位空间内生成体元，根据TUBULAR GYROID类型三周期极小曲面确定每个体元是否填充，以体素化所述三周期极小曲面；

由体元的单元位移和全局位移场计算均质化构成矩阵，该均质化构成矩阵表示当前三周期极小曲面微结构所对应的均质化材料属性；

对均质化材料属性结果进行插值拟合，得到关于密度和厚度的插值函数，获取杨氏模量和泊松比，以指导TUBULAR GYROID类型微结构的制备及打印出相应模型。

2.如权利要求1所述的微结构族等效材料性质的计算方法，其特征在于，使用隐函数表示TUBULAR GYROID类型三周期极小曲面。

3.如权利要求2所述的微结构族等效材料性质的计算方法，其特征在于，根据所述三周期极小曲面的隐函数构建出三维空间符号距离场，再使用Marching Cube算法根据符号距离场重建出TUBULAR GYROID类型三周期极小曲面。

4.如权利要求1所述的微结构族等效材料性质的计算方法，其特征在于，由单元刚度矩阵和单元载荷向量装配全局刚度矩阵K及载荷向量f，根据全局刚度方程计算单元位移：χⁱ＝K/fⁱ。

5.如权利要求1所述的微结构族等效材料性质的计算方法，其特征在于，使用三次样条插值对均质化材料属性结果进行插值拟合。

6.如权利要求1所述的微结构族等效材料性质的计算方法，其特征在于，该计算方法还包括将泊松比规格化到[0,1]范围内。

7.一种TUBULAR GYROID类型微结构，其特征在于，其根据一定杨氏模量和泊松比的等效材料打印而成；所述杨氏模量和泊松基于如权利要求1-6中任一项所述的微结构族等效材料性质的计算方法所计算得到。

8.一种微结构族等效材料性质的计算系统，其特征在于，包括：

体素化模块，其用于在单位空间内生成体元，根据TUBULAR GYROID类型三周期极小曲面确定每个体元是否填充，以体素化所述三周期极小曲面；

均质化模块，其用于由体元的单元位移和全局位移场计算均质化构成矩阵，该均质化构成矩阵表示当前三周期极小曲面微结构所对应的均质化材料属性；

插值拟合模块，其用于对均质化材料属性结果进行插值拟合，得到关于密度和厚度的插值函数，获取杨氏模量和泊松比，以指导TUBULAR GYROID类型微结构的制备及打印出相应模型。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的微结构族等效材料性质的计算方法中的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的微结构族等效材料性质的计算方法中的步骤。