基于Grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法

技术特征：
1.一种基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，其特征在于，包括下述步骤：采用grasshopper构建用于填充多孔结构的空间框架，并在空间框架中填充入体素；采用grasshopper构建多孔结构单胞；将多孔结构单胞填充到所述空间框架中的每个体素中，得到网格面；采用grasshopper统一所述网格面的法向量方向，复制所述网格面并反转复制所得网格面的法向量方向；采用grasshopper生成与所述网格面、反转网格面分别对应的两组偏移距离，并且网格面不同部位对应的偏移距离数值不同；根据两组偏移距离沿两个网格面法向量方向分别偏移两个网格面，得到不同部位相距不同距离的两个网格面；生成连接两个网格面边缘的网格，焊接所有网格得到封闭的变密度多孔结构网格模型；对封闭的变密度多孔结构网格模型进行柔化，得到细化后的封闭变密度多孔结构网格模型。2.根据权利要求1所述的基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，其特征在于，所述体素均为立方体，大小相等。3.根据权利要求1所述的基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，其特征在于，所述多孔结构单胞采用曲面型的单胞。4.根据权利要求1所述的基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，其特征在于，所述两组偏移距离中的数值个数与两个网格顶点的个数相同。5.根据权利要求1所述的基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，其特征在于，所述采用grasshopper生成与所述网格面、反转网格面分别对应的两组偏移距离，具体步骤包括：设定参数，所述参数包括吸引点、偏移最大距离、偏移最小距离和影响因子，所述吸引点根据所需多孔结构的构造在框架内或框架外放置，所述影响因子用于控制变密度的梯度；生成与每个网格顶点一一对应的偏移距离。6.根据权利要求1所述的基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，其特征在于，在所述根据两组偏移距离沿两个网格法向量方向分别偏移两个网格的步骤之后，删除法向量方向相反的两个原网格。7.根据权利要求1所述的基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，其特征在于，所述生成连接两个网格面边缘的网格，焊接所有网格得到封闭的变密度多孔结构网格模型，具体步骤包括：将两个偏移后的网格面合并为一个网格集合；获取两个网格面的边缘线，判断网格是否已封闭，若未封闭，则循环进行网格连接，若已封闭，则焊接偏移后的两个网格面和生成的所有连接网格面；遍历其中一个网格的边缘线，生成相应的连接网格；遍历两个网格边缘线的每个顶点，记录未连接的部分边缘线的顶点，调节连接网格的
顶点使其与记录的顶点重合，以此调整连接网格的大小使其封闭两个偏移后得到的网格面；将生成的连接网格合并到两个网格面的集合中，焊接偏移后的两个网格面和生成的所有连接网格面，得到封闭的变密度多孔结构模型。8.一种基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模系统，其特征在于，包括：空间框架构建模块、体素填充模块、多孔结构单胞构建模块、多孔结构单胞填充模块、法向量方向统一模块、网格面复制及网格面法向量方向反转模块、偏移距离生成模块、网格偏移模块、网格面边缘连接网格生成模块、焊接模块和柔化模块；所述空间框架构建模块用于采用grasshopper构建用于填充多孔结构的空间框架；所述体素填充模块用于在空间框架中填充入体素；所述多孔结构单胞构建模块用于采用grasshopper构建多孔结构单胞；所述多孔结构单胞填充模块用于将多孔结构单胞填充到所述空间框架中的每个体素中，得到网格面；所述法向量方向统一模块用于采用grasshopper统一所述网格面的法向量方向；所述网格面复制及网格面法向量方向反转模块用于复制所述网格面并反转复制所得网格面的法向量；所述偏移距离生成模块用于采用grasshopper生成与所述网格面、反转网格面分别对应的两组偏移距离，并且网格面不同部位对应的偏移距离数值不同；所述网格偏移模块用于根据两组偏移距离沿两个网格法向量方向分别偏移两个网格，得到不同部位相距不同距离的两个网格面；所述网格面边缘连接网格生成模块用于生成连接两个网格面边缘的网格；所述焊接模块用于焊接所有网格得到封闭的变密度多孔结构网格模型；所述柔化模块用于对封闭的变密度多孔结构网格模型进行柔化，得到细化后的封闭变密度多孔结构网格模型。9.一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1
‑
7任一项所述基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法。10.一种计算设备，包括处理器和用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现如权利要求1
‑
7任一项所述基于grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法。

技术总结
本发明公开了一种基于Grasshopper的复杂变密度多孔结构建模方法，该方法包括下述步骤：采用Grasshopper构建由体素填充的空间框架，构建多孔结构单胞并填充到体素中得到网格面；统一网格面法向量方向，复制网格面并反转复制所得网格面法向量，生成两组偏移距离，网格不同部位对应的偏移距离不同；偏移网格面并删除原网格面，生成连接网格连接两个偏移所得网格面，焊接所有网格得到封闭的变密度多孔结构网络模型；柔化封闭的变密度多孔结构网络模型得到细化后的封闭变密度多孔结构网络模型。本发明通过改变参数能自动地、快速地得到不同孔隙率，不同变密度形式的多孔结构模型，适用于多种基本单元。于多种基本单元。于多种基本单元。


技术研发人员：叶鸣 王英俊 卢仲康 陈伟侠
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2021/11/28