[增材]Abaqus在晶格点阵结构设计上的应用

本文摘要（由AI生成）：

文章介绍了使用Abaqus和Tosca软件进行点阵结构设计、材料性能预测、非线性分析和优化的过程。晶格结构具有较高的强重比、较低的热膨胀系数、负泊松比和高散热率等优点，采用晶格结构可降低重量40%。晶格结构设计流程包括定义尺寸参数化和尺寸优化，采用单元进行设计具有很高的灵活性，晶格构建可采用Abaqus Plug-IN。Abaqus结合Tosca对晶格结构进行非线性分析和优化，最后进行几何重构。文章未涉及增材件的材料性能。

Abaqus结合Tosca可快速设计点阵结构，并对其材料性能进行预测，同时应用Abaqus新增增材制造插件（AM Plug-In）快速AM工艺设置，仿真3D打印过程。

晶格/填充模型具备较高的强重比、较低的热膨胀系数、负泊松比和高散热率，等等。两种模型的区别见图1。

Lattice: 梁

Infill: 壳

图1 晶格/填充模型

图2 晶格结构优势

如图3，针对晶格结构先定义尺寸参数化，再行尺寸优化。

图3 设计流程

上图中，采用单元进行设计具有很高的灵活性，并有利于晶格生成、编辑和修改，其晶格构建可采用Abaqus Plug-IN（图4）。

图4采用Abaqus Plug-IN构建晶格

如图5，Abaqus结合Tosca对晶格结构进行非线性分析和优化。 

图5 优化结果和迭代过程

最后几何重构，图6。

图6 几何重构

以上采用Abaqus、Tosca及其插件演示了晶格结构的设计、仿真、优化流程。至于增材件的材料性能，后续再行阐述。