目标参数驱动的点阵支架逆向设计方法研究

作     者：纪小刚 方创 王炜 JI Xiaogang;FANG Chuang;WANG Wei

作者机构：江南大学机械工程学院无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点试验室无锡214122 

基　　金：国家自然科学基金(52175234,51105175) 江苏省“六大人才高峰”(JXQC-006)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第23期

页      码：221-228页

摘      要：面向微小多功能支架结构定制设计与原型制造需求,开展了基于数字光处理(Digital light procession,DLP)快速成形工艺的柔弹性点阵支架逆向设计与制备研究。基于体心立方晶胞(Body center cubic,BCC)衍生设计一款簇新胞元,利用Timoshenko梁理论对该胞元结构建立力学模型,求解其等效弹性模量,聚焦分析胞元几何参数与力学模型之间的映射规律。以空间尺寸约束下的定弹性模量点阵支架设计为主线,采用逆向分析方法,寻找匹配精准的填充方案。配制新颖柔弹性光敏树脂为成形材料,选用DLP成形工艺,实现对应点阵支架结构的高精、高效制备。结合数值模拟和物理试验,着重探讨逆向设计的点阵支架弹性模量与拟定值的差异。结果表明,仿真和试验所得结果均与拟定值基本吻合,佐证了逆向设计方法的可靠性,可为后续组织工程皮肤支架的研制提供理论基础。

主 题 词：组织工程支架 逆向设计 柔弹性点阵结构 等效力学模型 DLP成形工艺 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2023.23.221

馆 藏 号：203126044...