[发明专利]一种点阵材料等效力学性能分析系统

说明书

一种点阵材料等效力学性能分析系统，涉及材料等效性能分析领域，具体涉及多孔材料等效性能分析领域。本发明为了解决现有的点阵材料分析过程需要消耗大量人力物力的问题或需要配备专业的科技工作者的问题。一种点阵材料等效力学性能分析系统包括：单一任务数据输入模块，用于单一任务下的点阵材料等效力学性能分析的数据输入；批量外部数据读取模块，用于读取用户的批量任务数据库中的数据；分析核心模块，用于计算并分析点阵材料等效力学性能；结果输出模块，用于输出待分析材料对象的结构等效平压模量，结构等效剪切模量，结构等效平压强度，结构等效剪切强度。本发明适用于点阵材料分析。

技术领域

本发明涉及材料等效性能分析领域，具体涉及多孔材料等效性能分析领域。

背景技术

随着航空航天技术等工程技术的高速发展，对轻质，高强材料的需求更加迫切，因此包括三维点阵材料在内的多孔材料的研究愈加被科研工作者所重视。

现代航天航空工业多要求其部件在承载的同时能提供功率、执行传感，隔热等多功能应用，从而大幅降低其重量。因此在航空航天相关设计中，既要考虑到结构的功能性应用需要，同时又需要其刚度及强度等力学性能满足一定的条件。

基于以上情况，作为一种航空航天工业中常用的多孔材料，点阵材料分析的方法就显得尤为重要；例如在某些航空航天设计中，获取点阵材料的性能是工程及设计必要的过程，实现这个过程有以下方法：

(1)直接通过实验测量；通过这种方法获得的材料数据虽然准确，但是需要消耗大量的人力物力，而且需要消耗大量的时间，严重影响航空航天设计的周期。

(2)通过有限元软件计算；鉴于直接通过实验测量的方法的缺陷，科技工作者借助有限元软件对实际航天应用的材料进行计算和分析，帮助航天科技工作减少了大量的人力物力，但是这种方法需要大量的专业人员进行，并且需要大量的建模，网格划分，计算及后处理等工作给一般的设计和科研工作带来困难。

(3)通过人工估算；这种方法准确度不如有限元计算，但是人力消耗相对于通过有限元软件计算的方法的消耗要少的多，但是需要更加专业的工作者。并且在面对大批量任务时任然需要投入较多的人力。

发明内容

本发明为了解决现有的点阵材料分析过程需要消耗大量人力物力的问题或需要配备专业的科技工作者的问题。

一种点阵材料等效力学性能分析系统，包括：单一任务数据输入模块、批量外部数据读取模块、分析核心模块和结果输出模块；

其中，

单一任务数据输入模块，用于单一任务下的点阵材料等效力学性能分析的数据输入，并将这些数据传递给分析核心模块；单一任务处理子系统以友好界面实现用户的数据输入；包括点阵类型及其拓扑类型选择子模块、单一任务基本数据输入子模块；

点阵类型及其拓扑类型选择子模块，用于选择待分析材料对象的单胞类型及其拓扑方式，杆件的信息和原材料的类型；

单一任务基本数据输入子模块，用于输入点阵材料杆件长度、角度、原材料的材料参数；

点阵类型及其拓扑类型选择模块将点阵类型及其拓扑类型传递给单一任务基本数据输入模块，单一任务基本数据输入模块以可视化交互的方式(友好界面)获取用户输入数据，包括点阵材料杆件长度、角度、原材料的材料参数；然后将这些数据传递给分析核心模块；

批量外部数据读取模块，用于读取用户的批量任务数据库中的数据，并将这些数据传递给分析核心模块；

分析核心模块，集成了国内外点阵材料研究中常用的点阵类型计算方式，通过调用单一任务基本数据输入模块或者批量外部数据读取模块中的数据，计算并分析点阵材料等效力学性能并将结果传递给结果输出模块；