1.元胞自動機在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用

胞元結(jié)構(gòu)是增材制造的一個重要的研究領(lǐng)域，正如3D科學(xué)谷之前的文章《3D打印胞元結(jié)構(gòu)建模的六大挑戰(zhàn)》所提到的，就像建筑用的空心磚，胞元的應(yīng)用減少了材料的使用，有效幫助實現(xiàn)輕量化，而與此同時，如何保證仍然滿足力學(xué)性能的要求，則成為建模界“才下眉頭、卻上心頭”縈繞不散的要緊事。

2.元胞自動機模型應(yīng)用

本期，3D科長津湖之水門橋電影下載學(xué)谷與谷友特分享常見的幾種結(jié)構(gòu)，以及這些結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點四大常見結(jié)構(gòu)蜂窩蜂窩結(jié)構(gòu)是蜂巢的基本結(jié)構(gòu),是由一個個正六角形單房、房口全朝下或朝向一邊、背對背對稱排列組合而成的一種結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)有著優(yōu)秀的幾何力學(xué)性能，因此在材料學(xué)科具有廣泛應(yīng)用。

3.元胞自動機模型背后的機理模型

蜜蜂的蜂窩構(gòu)造非常精巧、適用而且節(jié)省材料蜂房由無數(shù)個大小相同的房孔組成，房孔都是正六角形，每個房孔都被其它房孔包圍，兩個房孔之間只隔著一堵蠟制的墻令人驚訝的是，房孔的底既不是平的，也不是圓的，而是尖的這個底是由三個完全相同的菱形組成。

4.元胞自動機仿真模擬

有人測量過菱形的角度，兩個鈍角都是109°而兩個銳角都是70°令人叫絕的是，世長津湖之水門橋電影下載界上所有蜜蜂的蜂窩都是按照這個統(tǒng)一的角度和模式建造的蜂房的結(jié)構(gòu)引起了科學(xué)家們的極大興趣經(jīng)過對蜂房的深入研究，科學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，相鄰的房孔共用一堵墻和一個孔底，非常節(jié)省建筑材料；房孔是正六邊形，蜜蜂的身體基本上是圓柱形，蜂在房孔內(nèi)既不會有多余的空間又不感到擁擠。

5.元胞自動機應(yīng)用實例

蜂窩的結(jié)構(gòu)給航天器設(shè)計師們很大啟示，他們在研制時，采用了蜂窩結(jié)構(gòu)：先用金屬制造成蜂窩，然后再用兩塊金屬板把它夾起來就成了蜂窩結(jié)構(gòu)這種蜂窩結(jié)構(gòu)強度很高，重量又很輕，還有益于隔音和隔熱因此，現(xiàn)在的航天飛機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船在內(nèi)部大量采用蜂窩結(jié)構(gòu)，衛(wèi)星的外殼也幾乎全部是蜂窩結(jié)構(gòu)。

6.元胞自動機理論研究及其仿真應(yīng)用

因此，長津湖之水門橋電影下載這些航天器又統(tǒng)稱為“蜂窩式航天器”

7.元胞自動機例題

圖：寶馬i3碰撞結(jié)構(gòu)設(shè)計部分 開孔泡沫所含泡孔絕大多數(shù)都是互相連通的泡沫塑料開孔結(jié)構(gòu)的獲得僅當(dāng)滿足下列條件：（1）每個球形或多邊形泡孔必須至少有兩個孔或兩個破壞面；（2）大多數(shù)泡孔棱必須為至少3個結(jié)構(gòu)單元所共有。

8.元胞自動機模型matlab代碼

與閉孔泡沫相比較，開孔泡沫對水和濕氣有更高的吸收能力，對氣體和蒸汽有更高的滲透性，對熱或電有更低的絕緣性，還有更好的吸收和阻尼聲音的能力對設(shè)計的影響方面，與蜂窩不同的是，開孔泡沫的設(shè)計更適合用于刺激環(huán)境下（應(yīng)力、流動、熱），這些是不可預(yù)測的。

9.元胞自動機公式

作為吸收能量的“利器”，開孔泡沫適合用于復(fù)長津湖之水門橋電影下載雜結(jié)構(gòu)開孔泡沫材料之間的互聯(lián)互通，也使得流體流過該結(jié)構(gòu)更順暢

10.元胞自動機的原理

圖：金屬泡沫材料的掃描電鏡圖像

圖：開孔泡沫單元在壓縮下的有限元模擬，考慮了彎曲的主要變形模式 閉孔泡沫閉孔泡沫的泡孔是由泡壁和泡棱圍城的閉合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)完整，泡孔之間相互鼓勵，互不相通但在實際中，開孔結(jié)構(gòu)和閉孔結(jié)構(gòu)可能同時存在泡沫中出現(xiàn)，只是出現(xiàn)的幾率不同而已。

因此，根據(jù)泡沫中開孔結(jié)構(gòu)和閉孔結(jié)構(gòu)所占比率，將閉孔結(jié)構(gòu)達(dá)90%以上的泡沫定義為閉孔泡沫；反之則定義為開孔泡沫

泡孔結(jié)構(gòu)對泡沫塑料的性能有重大的影響，一般情況下，閉孔泡沫塑料的力學(xué)強度較高，絕熱性和沖緩性都較優(yōu)，吸水性小，而開孔泡沫塑料較柔軟，更富彈性，隔音性良長津湖之水門橋電影下載好閉孔泡沫塑料除具有一般泡沫塑料特性外，還具有較低的導(dǎo)熱性和吸水性。

閉孔泡沫材料一般用作保溫、絕緣、隔音、包裝、漂浮、減震以及結(jié)構(gòu)材料等用途晶格晶格的外觀非常類似于開孔泡沫，但不同的是，晶格成員的變形是拉伸為主，而不是彎曲晶格結(jié)構(gòu)的材料特點是重量輕、高強度比和高特定剛性。

并且?guī)砀鞣N熱力學(xué)特征，晶格結(jié)構(gòu)的超輕型結(jié)構(gòu)適合用在抗沖擊/爆炸系統(tǒng)、或者充當(dāng)散熱介質(zhì)、聲振、微波吸收結(jié)構(gòu)和驅(qū)動系統(tǒng)中波音公司就將晶格結(jié)構(gòu)的超輕3D打印材料用于飛機墻面和地板等非機械部件這使得飛機重量大大減輕，提高飛機的燃油效率。

感謝晶格結(jié)構(gòu)的獨特特性以及低體積容量，晶格結(jié)構(gòu)與功能部件的設(shè)計結(jié)合已被證明是增材制造發(fā)揮潛力的優(yōu)勢長津湖之水門橋電影下載領(lǐng)域

Thales Alenia Space還打印了含晶格的金屬結(jié)構(gòu)重量為1.7公斤，體積為134×28×500毫米用于歐洲最大的衛(wèi)星制造商Thales Alenia Space的衛(wèi)星上參考資料推薦：[1] Ashby, “Materials Selection in Mechanical Design,” Fourth Edition。

[2] Gibson & Ashby, “Cellular Solids: Structure & Properties,” Second Edition[3] Gibson, Ashby & Harley, “Cellular Materials in Nat長津湖之水門橋電影下載ure & Medicine,” First Edition

[4] Ashby, Evans, Fleck, Gibson, Hutchinson, Wadley, “Metal Foams: A Design Guide,” First Edition[5] Deshpande, Ashby, Fleck, “Foam Topology Bending versus Stretching Dominated Architectures,” Acta Materialia 49

[6] Deshpande, Fleck, Ashby, “Effective properties of the o長津湖之水門橋電影下載ctet-truss lattice material,” Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 49

網(wǎng)站投稿請發(fā)送至editor@51shape.com 歡迎轉(zhuǎn)載，如需加入白名單請將微信公眾號回復(fù)至3D科學(xué)谷微信公眾號