[发明专利]一种点阵材料变形模式的有限元分析方法

权利要求书

1.一种点阵材料变形模式的有限元分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采用单胞微结构有限次阵列方式得到微结构在三维空间周期性排列的点阵材料，并对所述点阵材料顶部的点和一参考点进行耦合，构建点阵材料变形模式的有限元分析模型，具体由依次包括创建部件、创建属性、装配部件、创建分析步、创建场输出变量、定义边界条件、划分网格、提交计算和后处理的子步骤单元组成；其中，所述场输出变量为ABAQUS/Standard模式下的场输出变量NFORCSO，所述点阵材料变形模式为弹性变形或塑性变形阶段的拉伸、弯曲和剪切变形模式；

步骤二：对步骤一中所述场输出变量进行二次有限元分析，得到所述点阵材料中梁单元的轴向力、弯矩和剪切力，分别对应拉伸、弯曲和剪切变形模式，然后通过以下公式(1)至(3)得到所述梁单元的拉伸、弯曲和剪切三种变形模式导致的应变能：

其中，E和G为基体材料的杨氏模量和剪切模量；A为梁的截面积，L为梁的长度，M为弯矩，F为梁的轴向力；

所述点阵材料三维结构的应变能为所有梁单元的应变能之和，即通过以下公式(4)至(6)得到：

2.根据权利要求1所述点阵材料变形模式的有限元分析方法，其特征在于，所述点阵材料选自金刚石点阵材料或正交十二面体点阵材料。

3.根据权利要求2所述点阵材料变形模式的有限元分析方法，其特征在于，所述点阵材料的细长度为点阵材料单胞的杆长度l与杆直径d的比值，l/d为1–10。

4.根据权利要求1所述点阵材料变形模式的有限元分析方法，其特征在于，所述点阵材料的基体材料材质为Ti-6Al-4V合金。

5.根据权利要求1所述点阵材料变形模式的有限元分析方法，其特征在于，所述分析步为静力学分析步。

6.根据权利要求1所述点阵材料变形模式的有限元分析方法，其特征在于，所述参考点选自所述点阵材料的刚性壳上或顶部的一个点。

7.根据权利要求1所述点阵材料变形模式的有限元分析方法，其特征在于，所述网格为点阵材料的梁单元。