[发明专利]一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法

说明书

本发明提供了一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法，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。

技术领域

本发明涉及鞋子的优化方法。

背景技术

当前足尖鞋大多用在芭蕾舞演员身上。芭蕾舞演员在表演时需要把脚立起来，因此全身的压力都集中在了脚尖，即便足尖鞋的鞋尖大多是平的，但是还是给人的脚尖带来了很多压力震动伤害。目前市面上的足尖鞋中，鞋尖和鞋底是分开的，二者用鞋布进行连接。考虑二者间的相关力的影响，本专利中选择将二者直接连接在一起，并去除布，将鞋尖设计成环形且有一定的厚度，接触地面的鞋尖面是一平面。又由于只研究足尖的受力情况，因此忽略了人脚立起来后对鞋底所造成的弯折情况。

多胞结构因其具有优良的缓冲减震性能被广泛应用于各个领域，鞋底设计领域也不例外。然而，目前对于鞋底的研究主要采用运动学测量的方法，不仅需要大量的试验材料，试验周期也很长。同时，目前市面上没有对鞋尖的相关研究。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法，能够优选出一种缓冲性能优良的缓冲多胞结构鞋底，并为制鞋业提供指导。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于多胞结构的足尖鞋鞋尖的优化方法，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。

在一较佳实施例中：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。

在一较佳实施例中：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；