一种具有梯度刚度分布的股骨柄优化设计方法及结果

    公开(公告)号:CN117875072A

    公开(公告)日:2024-04-12

    申请号:CN202410057872.5

    申请日:2024-01-15

    Abstract: 本发明涉及一种具有梯度刚度分布的股骨柄优化设计方法及结果,包括以下步骤:自然股骨受力分析,获得应力分布及典型骨骼区域的等效应力;对股骨柄进行梯度刚度分区,建立骨‑股骨柄系统分区有限元模型;以各分区的弹性模量为设计变量,骨‑股骨柄系统的加权应变能最小为优化目标,植入股骨柄后与股骨柄相邻的典型骨骼区域应力为约束,进行优化设计,获得股骨柄刚度梯度分布;选用典型的微结构构型,采用均匀化方法,设计各分区微结构尺寸,使其等效弹性模量等于股骨柄梯度刚度分布的优化设计结果,并将微结构填充到设计域。解决了由于股骨柄假体的刚度与骨骼刚度的差异而产生应力遮挡现象的问题,植入后骨骼应力分布尽可能接近原有的天然状态。

    一种电主轴冷却套拓扑优化设计方法

    公开(公告)号:CN115146558B

    公开(公告)日:2025-04-11

    申请号:CN202210721520.6

    申请日:2022-06-24

    Abstract: 本发明涉及一种电主轴冷却套液冷流道的拓扑优化设计方法,其步骤为:步骤1、二维平面流道拓扑优化设计,考虑冷却工质的重力,控制流体通道体积分数,基于流‑热耦合拓扑优化设计技术,获得二维平面设计域中流道分布形态;步骤2、三维电主轴冷却套构建,提取二维流道轮廓分布曲线,拉伸建模得到平面液冷板,继而将液冷板以中面为基准面弯曲360°获得三维圆柱状电主轴冷却套流道结构。本发明所提出计入冷却工质重力和控制液冷流道体积分数的拓扑优化设计方法,所设计的电主轴冷却套性能优良,特别是在均温性、最高温度和压降控制上,表现出优越的性能。

    液冷流道仿生优化设计方法

    公开(公告)号:CN110944492A

    公开(公告)日:2020-03-31

    申请号:CN201911220387.0

    申请日:2019-12-03

    Abstract: 本发明涉及一种液冷流道仿生优化设计方法,首先以平面布置设计域,设置进出口,基于变密度法,以热交换最大为目标对设计域进行拓扑优化,获得设计域宏观流道的分布形态;然后基于自然界水生植物内部通气组织微观结构形态,在设计域中分布微观多孔结构流道;将两种流道叠加形成宏微观两尺度液冷流道分布形态,以此二维液冷流道分布形态,沿设计域法向方向拉伸,即可得到3D结构液冷板,拉伸厚度根据设计空间要求及制造约束条件确定。本发明为宏微观两尺度仿生优化设计方法,按此方法所设计的散热结构提高了热交换效率,控制最高温度的同时,达到均匀散热。

    基于遗传算法的人体颌面骨CT图像数字化处理方法

    公开(公告)号:CN101408979A

    公开(公告)日:2009-04-15

    申请号:CN200810202848.7

    申请日:2008-11-18

    Abstract: 本发明公开一种基于遗传算法的人体颌面骨CT图像数字化处理方法,涉及图像处理技术领域;所要解决的是实现医学图像的易于操作的数字化处理的技术问题;该数字化处理方法的步骤包括:1)将人体颌面骨CT图像的灰度值量化,其范围是[0,1];可得到其灰度直方图;2)经过遗传算法的计算,得到最佳阈值;3)按此最佳阈值对CT图像进行二值化数字化处理;4)经过数学形态学处理,获得二值图的边界曲线。本发明的数字化处理方法具有易于操作的,能实现医学图像的数字化处理的特点。

    一种电主轴冷却套拓扑优化设计方法

    公开(公告)号:CN115146558A

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202210721520.6

    申请日:2022-06-24

    Abstract: 本发明涉及一种电主轴冷却套液冷流道的拓扑优化设计方法,其步骤为:步骤1、二维平面流道拓扑优化设计,考虑冷却工质的重力,控制流体通道体积分数,基于流‑热耦合拓扑优化设计技术,获得二维平面设计域中流道分布形态;步骤2、三维电主轴冷却套构建,提取二维流道轮廓分布曲线,拉伸建模得到平面液冷板,继而将液冷板以中面为基准面弯曲360°获得三维圆柱状电主轴冷却套流道结构。本发明所提出计入冷却工质重力和控制液冷流道体积分数的拓扑优化设计方法,所设计的电主轴冷却套性能优良,特别是在均温性、最高温度和压降控制上,表现出优越的性能。

    液冷流道仿生优化设计方法

    公开(公告)号:CN110944492B

    公开(公告)日:2021-11-19

    申请号:CN201911220387.0

    申请日:2019-12-03

    Abstract: 本发明涉及一种液冷流道仿生优化设计方法,首先以平面布置设计域,设置进出口,基于变密度法,以热交换最大为目标对设计域进行拓扑优化,获得设计域宏观流道的分布形态;然后基于自然界水生植物内部通气组织微观结构形态,在设计域中分布微观多孔结构流道;将两种流道叠加形成宏微观两尺度液冷流道分布形态,以此二维液冷流道分布形态,沿设计域法向方向拉伸,即可得到3D结构液冷板,拉伸厚度根据设计空间要求及制造约束条件确定。本发明为宏微观两尺度仿生优化设计方法,按此方法所设计的散热结构提高了热交换效率,控制最高温度的同时,达到均匀散热。

    再入飞行器调姿栅格舵承载隔热梯度结构层及其设计方法

    公开(公告)号:CN115994409A

    公开(公告)日:2023-04-21

    申请号:CN202310099224.1

    申请日:2023-02-09

    Abstract: 本发明涉及一种再入飞行器调姿栅格舵承载隔热梯度结构层及其设计方法,由五层梯度变化的体心四方晶格点阵层连接而成的梯度点阵层,每个体心四方晶格点阵层由数个体心四方晶格单胞平铺而成;每个体心四方晶格单胞为由横截面呈圆形,直径连续变化的四根杆件按体心立体晶格连接构成;一个体心四方晶格单胞一个中心八个顶角;所述梯度点阵层上下各覆均质薄板;梯度结构层位于栅格舵面位置。采用了具备轻质、高比强度、高比刚度、减震吸能的点阵结构并通过连续改变单胞直径和高度的梯度设计方式使承载和隔热功能得到提升和优化。

    基于仿生原理的结构散热通道布局优化设计方法

    公开(公告)号:CN106971022B

    公开(公告)日:2020-04-21

    申请号:CN201710103373.5

    申请日:2017-02-24

    Inventor: 丁晓红 魏啸 熊敏

    Abstract: 本发明涉及一种基于仿生原理的结构散热通道布局优化设计方法,其步骤:首先根据设计对象的外形尺寸,建立设计用的几何模型,再根据实际工况,对结构施加热源、热边界条件,进行有限元热分析,得到每个单元的热耗散;采用散热通道布局优化设计数学模型,根据自然界分枝系统成长的机理,即分枝总是沿着使整个系统功能最优的方向和速度成长,散热通道的截面积反复进行更新,直至成长了的散热通道总体积达到预定的总体积上限qV0。通过本发明的优化设计方法使散热通道布局合理,能提高散热效率。与传统散热通道布局采用的经验设计和类比设计相比,可以实现复杂热边界条件下的最优布局。

    基于仿生原理的结构散热通道布局优化设计方法

    公开(公告)号:CN106971022A

    公开(公告)日:2017-07-21

    申请号:CN201710103373.5

    申请日:2017-02-24

    Inventor: 丁晓红 魏啸 熊敏

    Abstract: 本发明涉及一种基于仿生原理的结构散热通道布局优化设计方法,其步骤:首先根据设计对象的外形尺寸,建立设计用的几何模型,再根据实际工况,对结构施加热源、热边界条件,进行有限元热分析,得到每个单元的热耗散;采用散热通道布局优化设计数学模型,根据自然界分枝系统成长的机理,即分枝总是沿着使整个系统功能最优的方向和速度成长,散热通道的截面积反复进行更新,直至成长了的散热通道总体积达到预定的总体积上限qV0。通过本发明的优化设计方法使散热通道布局合理,能提高散热效率。与传统散热通道布局采用的经验设计和类比设计相比,可以实现复杂热边界条件下的最优布局。

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