[发明专利]一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法

权利要求书

1.一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：在Creo中创建未优化的足尖鞋鞋尖鞋底模型；

S2：将不同晶格类型的多胞结构填充进入鞋底模型的鞋尖内部，得到多胞结构鞋尖鞋底模型；

S3：通过Abaqus前处理来构建多胞结构鞋尖鞋底-地面系统有限元模型；

S4：通过Abaqus后处理对系统进行动力学分析，输出多胞结构鞋尖鞋底模型的应变能数据；

S5：对步骤S2中不同晶格类型的多胞结构鞋尖鞋底模型重复执行步骤S3-S4，得到不同晶格类型的多胞结构鞋尖鞋底模型的应变能数据；

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尖鞋底模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法，其特征在于：步骤S2具体包括如下子步骤：

S2-1：在Creo中创建好简化的足尖鞋鞋尖鞋底模型后，在工具选项卡中选择晶格，以进行晶格的填充；晶格区域中勾选“用晶格替换主体”和“创建壳”，壳的厚度为1mm，壳侧为内侧；在单元类型中选择需要填充的晶格类型本实验采用的晶格形状分别为：Triangle型、Square型、Hexagon型和Ball型；各个类型的晶格单元大小统一，x、y、z方向皆为8mm；在单元填充中，球直径设为3mm，横截面尺寸为1mm。其余设置都为默认；

S2-2：确定好晶格的各个参数后，便以足尖鞋鞋尖为优化区域，逐一将各晶格类型填入优化区域。

3.根据权利要求1所述的一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法，其特征在于：步骤S3具体包括如下子步骤：

S3-1：将上述的多胞结构鞋尖鞋底模型的inp文件用Abaqus软件打开，并对其赋予材料属性：密度设置为1230kg/m³，弹性模量设置为4MPa，泊松比设置为0.4；

S3-2：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：地面密度设置为2600kg/m³，弹性模量设置为17000MPa，泊松比设置为0.3，网格尺寸设置为10mm；

S3-3：将其余的多胞结构鞋尖鞋底模型重复上述步骤S3-1和S3-2的操作，并按相对位置进行装配，形成多胞结构鞋尖鞋底-地面系统有限元模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法，其特征在于：步骤S4具体包括如下子步骤：

S4-1：对模型设定分析步：类型为动力、显式，打开几何非线性，最大增量步数设为1000，初始增量步大小为0.001，其余默认设置；

S4-2：将多胞结构鞋尖鞋底-地面系统有限元模型在Abaqus中进行接触及边界条件设置：多胞结构鞋尖下表面与地上表面设置为面面接触，摩擦系数为0.6；地面下表面约束设置为完全固定约束；

S4-3：对多胞结构鞋尖鞋底-地面系统有限元模型施加载荷。