选区激光熔化Voronoi多孔结构的设计与性能预测

摘要：

为满足医学上多孔植入体的力学性能和生物相容性要求,研究一种利用Voronoi-Tessellation算法生成可控多孔结构的参数化设计方法.分析了以孔棱直径、不规则度及单元距离为结构参数,以弹性模量、抗压强度及孔隙率为响应目标的Box-Behnken设计.结合灰色关联分析,得到多响应目标的最佳结构参数,并建立了灰色关联度预测模型,通过方差分析验证了模型的准确性.结果表明,孔棱直径是影响多孔结构性能最显著的因素.不规则多孔结构的最佳结构参数为孔棱直径0.3 mm,不规则度0.5,单元距离2 mm.得到不规则多孔结构的弹性模量为2.987 GPa,抗压强度为210.048 MPa,孔隙率为89.43％,灰色关联度为0.789 5,优化结果与预测结果的符合程度高,误差为1.2％,表明该优化方法切实可行.

关键词：选区激光熔化;Voronoi;响应面;多孔结构;灰色关联分析

所属期刊栏目：29

分类号：TB31;TN249(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;福建省自然科学基金资助项目;福建工程学院科研启动基金资助项目

在线出版日期：2021-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1059-1071