[发明专利]一种缓冲多胞鞋底结构优化设计方法

说明书

本发明公开了一种缓冲多胞鞋底结构优化设计方法，包括如下步骤：步骤S1，建立鞋底三维实体模型；步骤S2：将不同类型多胞结构填充入鞋底足跟区，构建不同类型多胞结构鞋底；步骤S3，构建多胞结构鞋底‑地面三维系统有限元模型；步骤S4，对三维系统有限元模型进行加载的设置，并进行动力学分析，输出鞋底的应变能；步骤S5，对所述步骤S2中不同类型多胞结构鞋底重复执行步骤S3‑S4，得到不同类型多胞结构鞋底的应变能数据；步骤S6，比较不同类型多胞结构鞋底的最大应变能，获得最优的多胞结构鞋底。

技术领域

本发明涉及优化设计领域，具体涉及一种缓冲多胞鞋底结构优化设计方法。

背景技术

鞋是人体与地面冲击最直接接触的部分，其在与地面冲击接触的过程中能够起到缓冲减震的作用，从而保护人体免受地面冲击的伤害。而均匀介质层叠结构在缓冲减震方面有着优良的性能，因此将均匀介质层叠结构填充入鞋底，并研究其缓冲减震性能具有十分重要的价值与意义。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供了一种基于有限元法来研究鞋底在与地面冲击过程中的缓冲性能及三层均匀介质层叠结构鞋底优化设计的方法，可为鞋底的制造与设计提供理论指导与借鉴。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种缓冲多胞鞋底结构优化设计方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1，建立鞋底三维实体模型；

步骤S2：将不同类型多胞结构填充入鞋底足跟区，构建不同类型多胞结构鞋底；

步骤S3，构建多胞结构鞋底-地面三维系统有限元模型；

步骤S4，对三维系统有限元模型进行加载的设置，并进行动力学分析，输出鞋底的应变能；

步骤S5，对所述步骤S2中不同类型多胞结构鞋底重复执行步骤S3-S4，得到不同类型多胞结构鞋底的应变能数据；

步骤S6，比较不同类型多胞结构鞋底的最大应变能，获得最优的多胞结构鞋底。

在一较佳实施例中，所述步骤S2具体包括：

步骤S21：构建不同晶格类型的多胞结构，包括Cross型、Diamond型、Grid型、Star型和X型；

步骤S22：以鞋底足跟区作为优化设计区域，将不同晶格类型的多胞结构填充入鞋底足跟区域，得到不同类型多胞结构鞋底。

在一较佳实施例中，所述步骤S3具体包括：

步骤S31：将所述步骤S22中的多胞结构鞋底三维实体模型导入Abaqus有限元分析软件中，并对其赋予材料属性与划分网格单元；

步骤S32：在Abaqus中创建长方体板以模拟地面，并对其赋予材料参数与划分网格单元；

步骤S33：将步骤S31所述的多胞结构鞋底与步骤S32所述的长方体板按照相对位置进行装配，得到多胞结构鞋底-地面系统；

步骤S34：将多胞结构鞋底-地面系统在ABAQUS中进行接触及边界条件设置。

在一较佳实施例中，所述步骤S4具体包括：

步骤S41，对多胞结构鞋底-地面系统有限元模型施加载荷；

步骤S42，对所述步骤S41中的多胞结构鞋底-地面系统有限元模型进行瞬态动力学分析，并输出鞋底应变能数据。

在一较佳实施例中，所述步骤S5具体包括：

步骤S51：分别获得多种三层均匀介质层叠结构鞋底的最大应变能、最大应力及最大位移数据；