CN113076674A - 一种结构的建模及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构的建模及制造方法，包括以下步骤：根据目标结构建立初始模型；在初始模型表面建立用于添加边界条件的网格；对初始模型添加目标结构相应的材料属性；对初始模型施加位移边界条件；对初始模型施加力的边界条件；有限元分析；判断是否达到目标模型的标准，达到则输出变形结果，达不到则重新施加力的边界条件并再次执行有限元分析步骤；得到变形结果，按合理的尺寸对目标模型进行分块；按分块顺序分别对构件进行3D打印，进行拼装。本发明方法利用有限元软件在建模和修改边界条件上的便利性，更高效率的实现需求的构件造型设计，使得模型曲面变形更加自然，配合3D打印，实现结构的精准建模、高效制造。

Description

一种结构的建模及制造方法

技术领域

本发明属于建模设计技术领域，具体涉及一种结构的建模及制造方法。

背景技术

Rhino作为现在广泛应用于建模的主流设计软件，尤其是NURBS建模功能，通过控制节点来改变样条曲线和曲面，在建模设计中，其不受约束的自由造型功能和对硬件宽松的要求，使得其为广大设计师所青睐；但Rhino的上手难度大，且由于其严谨的建模逻辑，造型步骤衔接紧密，难以随意的对模型进行修改，不同的模型结构变化，需要重复前期逻辑下的所有操作，在设计较为复杂的模型时显得繁琐吃力，如何提升设计效率也成为了设计师们关注的问题之一。

装配式构件是由工厂生产的预制构件在现场装配而成，能够大大提高施工效率，减少环境污染和资源浪费，且可以应用于航空航天、工业以及建筑等多种行业中，为国家所大力推广。目前的装配式生产的构件大多为标准尺寸规则构件，对于异形构件的制造，例如曲面构件，需要先准备相应的模具，且异形构件的模具制作较为困难，因此异形构件的制作也是生产的一大难点。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种结构的建模及制造方法，解决异形构件制作困难，而现有主流设计软件又存在模型修改难度大、效率低等情况的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种结构的建模及制造方法，包括以下步骤：

S1、根据所需结构的模型，采用建模工具，建立初始模型，初始模型由多个规则构件所组成；

S2、在初始模型表面建立用于添加边界条件的网格，保存包含网格的初始模型；

S3、对初始模型添加目标结构相应的材料属性；

S4、对初始模型施加位移边界条件，确定初始模型的整体变形方向；

S5、根据目标结构的模型，对初始模型施加力的边界条件；

S6、采用有限元分析工具进行有限元分析，有限元分析计算出模型在当前位移边界条件和力的边界条件下的位移情况，并以模型变形的形式展示出来，得到模型变形结果；

S7、判断是否达到目标结构的模型要求，如达到则输出变形结果；如达不到则返回步骤S5重新施加力的边界条件并再次执行步骤S6至S7；

S8、按合理尺寸将输出的变形结果模型进行分块，并将分块后的构件单独保存；

S9、将分块后的若干构件导入3D打印机，进行结构构件的生产制造，多个制造完成的构件进行拼装，得到最终所需结构。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明利用有限元软件在建模和修改边界条件上的便利性，将其作为结构的制造工具，可以更高效率的实现满足需求的造型设计和制造；当前主流建模设计软件Rhino在使用过程中，存在着模型需要划分图层，操作逻辑严谨复杂导致修改麻烦等困难点，而有限元软件可以在建模过程中将模型分开为不同实体单独操作，且不影响其他步骤的条件下任意增减和调整边界条件，提高了模型设计的效率，结构模型通过3D打印生产，运输到现场进行拼装，也同时大大提高了结构的施工质量和施工效率；另外，本发明方法可以适用于建筑、航空航天、工业以及生活等各个领域。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是实施例1建立的初始模型示意图；

图3是实施例1添加网格的示意图；

图4是实施例1施加位移边界条件的示意图；

图5是实施例1施加力的边界条件的示意图；

图6是实施例1所得到的实体模型的示意图；

图7是实施例1用平面分割模型的示意图；

图8是实施例1单独一块切割后的件的示意图；

图9是实施例1构件钢筋网的示意图；

图10是实施例1模型3D打印完成的示意图；

图11是实施例1钢筋错位搭接的示意图；

图12是实施例2建立的初始模型示意图；

图13是实施例2添加网格的示意图；

图14是实施例2施加位移边界条件的示意图；

图15是实施例2施加力的边界条件的示意图；

图16是实施例2所得到的变形结果的示意图；

图17是实施例2用平面分割模型的示意图；

图18是实施例2构件进行连接的示意图；

图19是实施例3建立的初始模型示意图；

图20是实施例3施加位移边界条件的示意图；

图21是实施例3施加力的边界条件的示意图；

图22是实施例3所得到的变形结果的示意图；

图23是实施例3所挖出孔洞和固定孔的示意图；

图24是实施例3构件连接的示意图；

图25是实施例3连接构件和固定孔的示意图；

图26是实施例4建立的初始模型示意图；

图27是实施例4施加位移边界条件的示意图；

图28是实施例4施加力的边界条件的示意图；

图29是实施例4所得到的变形结果的示意图；

图30是实施例4所得到模型分块的示意图；

图31是实施例4构件钢筋网的示意图；

图32是实施例4模型3D打印完成的示意图；

图33是实施例4钢筋错位搭接的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例以一种小型配电室的建模及制造为例，以ANSYS Workbench中的SpaceClaim和Mechanical模块结合实现。ANSYS是科研和工业中常用的有限元分析软件，其提供SpaceClaim、DM等多种建模平台以及Mechanical、Fluent等力学分析的模块，本实施例通过SpaceClaim模块建模和Mechanical有限元分析模块结合开发，小型配电室的结构制造由3D打印机完成。

如图1所示，包括以下步骤：

S1、采用建模工具，建立初始模型，初始模型由多个规则构件所组成，具体为：

打开ANSYS Workbench中的Static Structural模块，考虑实现目标建筑的模型需要建立何种规则的初始模型，并在建模工具SpaceClaim中建立起相应的实体模型；

其中，多个规则构件支持通过组合工具绑定成为一个实体，进行相同的命令操作，也支持通过分割工具划分为多个相接触但独立的个体，每个个体支持进行单独操作；并且初始模型可以按照模型变形的需求进行自由调整，避免了后期划分图层的繁琐工作，作为后续工作的准备；如图2所示，为本实施例建立的10m×10m×5m的初始模型。

S2、添加网格，由于在后续步骤中，Mechanical默认的边界条件施加范围不够灵活，所以在建立初始模型的过程中，需要在模型表面建立符合变形形式和精度要求的用于添加边界条件的作用点、线、面或者体；

在本实施例中，选择在模型表面划分相当精度的网格，根据实际按照变形的要求可调整网格的精度，如图3所示；

确定初始模型和网格之后，保存初始模型，由于ANSYS Workbench对于多个模块的集成，模型在SpaceClaim中保存后，可直接进入Mechanical中进行有限元分析。

S3、对初始模型添加目标结构相应的材料属性，所述对模型添加的材料属性按照目标结构的实际材料进行添加，包括弹性模量、泊松比、密度等；

所述对模型添加的材料属性，根据结构的选用材料决定，同个结构在不同部位添加不同材料特性，以实现结构的多种变形。

本实施例中，建筑结构材料为混凝土，在ANSYSWorkbench的EngineeringData中按照混凝土的实际弹性模量、泊松比、密度对材料属性进行设置。

S4、根据目标建筑结构的模型，在初始模型的不产生变形的位置施加位移边界条件，具体为：

对模型进行整体的分析之前，需要先对模型施加位移边界条件，确定模型的整体变形方向，所述位移边界条件包括固定整个实体或面的固定约束以及固定某个方向变形的位移约束；所述位移边界条件用于限制模型变形的方位，控制模型变形的程度上限，从而确定初始模型的整体变形方向；所述位移边界条件具体包括限制所有运动的固定约束、限制某个方向位移的位移约束、限制某个方向转动的转动约束等。

本实施例中，施加位移边界条件具体为：

退出SpaceClaim，进入Mechanical模块，Mechanical模块是用作静力学有限元分析的工具，也是将初始模型转化为目标小型配电室结构模型的关键步骤，采用Mechanical模块对模型实施位移边界条件；

在本实施例中，如图4所示，位移边界条件为四个圆角边的固定，具体为：

在Mechanical模块的Static Structural中选择Supports，添加一项FixedSupports，再将选择类别调整为选择面并选中四个圆角面，通过固定四个圆角的外曲面就可对四个圆角的实体部分进行约束，无法产生变形，这四个圆角就成为了整个模型的支座，使模型只能在四个两端固定的平面框架上进行变形。

S5、对初始模型施加力的边界条件，具体为：

根据目标模型，可以在步骤S2中添加的网格上施加边界条件，所述力的边界条件由多种荷载组成，所述荷载包括集中力、压强、温度以及重力加速度等，为了保证变形的精度，作用范围可以小一些；

对初始模型施加力的边界条件具体包括：

根据目标模型的造型样式和起伏程度，将荷载进行自由组合；

尝试多种荷载组合，确定最贴合目标模型的力的边界条件施加方式，将其施加在初始模型上，使模型结构发生改变，初始模型向目标小型配电室的结构模型进行变化。

在本实施例中，如图5所示，本实施例在四个面居中位置的面添加垂直向内的荷载作为力的边界条件，具体为：

在Static Structural模块中选择Loads，添加四项Force，分别命名为Force1、Force2、Force3、Force4，分别在四项荷载的Definition选项中选择如图四个平面中心的两列网格，并通过荷载值的正负来选择荷载不同的作用方向，如图5中的荷载值为Z方向的500N，相应的其对立面的荷载值为Z方向的-500N，以此来形成对称的曲面效果。

S6、有限元分析，具体为：

有限元分析方法是一种近似数值方法，可以用来解决力学、数学中的带有特定边界条件的偏微分方程问题。

在本实施例中，边界条件施加在模型上，有限元软件通过模型的结构和以上步骤施加的边界条件建立偏微分方程组，并将计算分析的结果用位移的形式通过图像表达出来，每个节点、单元的位移结果构成了变形后的结构模型。

所有边界条件施加完成之后，进行默认的有限元网格划分，如果要求更高的计算精度，可以调整有限元网格的类型和尺寸，以获得在有限元分析中更准确的计算结果，有限元网格与步骤S2中的网格不同；划分有限元网格之后，在Solution模块中添加TotalDeformation，然后进行有限元分析，点击Solve，完成有限元分析，模型的变形结果也将在有限元分析之后完成在Total Deformation中呈现出来，此时的变形结果即为目标小型配电室的结构模型。

S7、判断是否得到目标小型配电室结构模型要求，输出变形结果，具体为：

判断是否达到目标模型的模型要求，若达到要求，则将变形结果另存为STL格式的模型文件；

若变形结果未达到目标要求，且与目标模型差距较大，返回步骤S5，重新施加力的边界条件，再次执行步骤S6-S7；

若变形结果接近目标要求，且与目标小型配电室结构模型形式差距甚微，为了不破坏现有模型的进度，将模型以STL格式保存下来，返回步骤S1中，将现有模型当作初始模型，再次执行步骤S2-S7。

S8、将输出的变形结果文件按便于运输和拼装的合理尺寸进行分块，在有限元软件中，在模型的多个方向上处创立了平面，再通过切割命令，用平面将模型切割为多个构件，具体为：

将步骤S7中保存的目标模型的STL文件再次导入SpaceClaim模块中，将STL文件保存到小平面格式转换为实体，如图6所示。按照3D打印机便于生产的尺寸以及考虑构件便于运输等条件，将模型进行分块，便于运输到现场进行组装。

在本实施例中，在模型的X轴、Y轴、Z轴三个方向的模型中点处创立了平面，再通过切割命令，用平面将10m×10m×5m的原模型切割成8个大小面积约为5m×2.5m的构件，如图7所示。切割完成的构件进行单独保存为STL文件，其中一块单独保存的构件如图8所示；

S9、将分块保存的模型文件导入3D打印机，进行构件的实体打印，多个制造完成的构件进行拼装，得到最终所需小型配电室结构，具体为：

进行3D打印之前，将钢筋网按构件形式进行绑扎。

本实施例中，钢筋网按照步骤S8中单独展示的图8构件进行布置，钢筋网图如图9所示，中部的钢筋网用来防止混凝土开裂，起受拉作用，侧边的箍筋用于连接构件。

绑扎好钢筋后，将钢筋网布置在打印区域，进行构件的3D打印，打印材料为混凝土。打印的构件的尺寸略小于分块的构件尺寸，露出用于连接的侧边的箍筋，便于后续现场连接，构件打印完成形式如图10所示；

构件进行拼装时，为了便于拼装施工的顺序将构件进行搭接，两相邻连接的墙体需要错开布置钢筋网，以便通过四根垂直与搭接平面的竖直钢筋进行绑扎，起到连接和固定作用，形式如图11所示。

钢筋绑扎完成后，通过在钢筋绑扎区域现场浇筑少量混凝土来完成小型配电室结构的连接。

实施例2

本实施例以一种椅子的建模及制造为例，实施建模工具和制造工具与实施例1相同，通过SpaceClaim模块建模和Mechanical有限元分析模块，结合3D打印机完成，具体包括以下步骤：

S1、建立初始模型，采用与实施例1相同的方法建立起初始模型；如图12所示，为本实施例建立的大致体积为1m×0.5m×0.55m的初始模型。

S2、添加网格，添加网格过程与实施例1相同；

在本实施例中的网格添加形式如图13所示；

S3、对初始模型添加目标结构相应的材料属性，本实施例中，椅子的材料为木头，在ANSYS Workbench的Engineering Data中按照木头的实际弹性模量、泊松比、密度对材料属性进行设置。

S4、根据目标建筑结构的模型，在初始模型的不产生变形的位置施加位移边界条件，施加位移边界条件的步骤与实施例1中相同；

在本实施例中，如图14所示，位移边界条件为椅子的四条腿、椅子靠背侧面以及坐垫中间，具体为：

在Mechanical模块的Static Structural中选择Supports，添加一项FixedSupports，再将选择类别调整为选择面并选中椅子腿的四个侧面以及靠背的侧面，通过固定这些面就可对椅子周边进行约束，无法产生变形，椅子的周边就成为了整个模型的支座，使模型只能使靠背和坐垫进行变形。

S5、对初始模型施加力的边界条件，施加力的边界条件的步骤与实施例1中相同；

在本实施例中，如图15所示，在坐垫靠近中间的两侧以及靠背上添加荷载作为力的边界条件，具体为：

在Static Structural模块中选择Loads，添加六项Force，分别命名为Force1、Force2、Force3、Force4、Force5、Force6，分别布置在组成靠背的五根支撑和坐垫上，并通过荷载值的正负来选择荷载不同的作用方向，如图15中的靠背上的荷载值为X方向从下往上递增的-200N、-250N、-300N，-400N，-450N，坐垫上的荷载值为Y方向的-5000N，以此来形成需要的曲面效果。

S6、有限元分析，有限元分析的结果如图16所示。

S7、判断是否得到目标建筑结构模型要求，输出变形结果，判断是否达到目标要求以及相应的步骤与实施例1相同。

S8、将输出的变形结果文件按便于运输和拼装的合理尺寸进行分块，具体为：

将步骤S7中保存的目标模型的STL文件再次导入SpaceClaim模块中，将STL文件保存到小平面格式转换为实体。按照3D打印机便于生产的尺寸以及考虑构件便于运输等条件，将模型进行分块，便于运输到现场进行组装。

在本实施例中，在椅子腿和坐垫连接的中间建立2个平面，再通过切割命令，用平面将原模型切割成3个构件，如图17所示，切割完成的构件进行单独保存为STL文件；

S9、将分块保存的模型文件导入3D打印机，进行构件的实体打印，多个制造完成的构件进行拼装，得到所需椅子，具体为：

本实施例中，构件通过如图18所示的螺栓和固定孔进行连接，靠背的支撑也通过相同的方式与两边的构件相连接；

构件进行拼装时，为了便于拼装施工的效率，固定孔间隔布置，起到连接和固定作用，形式如图18所示。

实施例3

本实施例以一种小型无人机机翼的建模及制造为例，实施建模工具和制造工具与实施例1相同，通过SpaceClaim模块建模和Mechanical有限元分析模块，结合3D打印机完成，具体包括以下步骤：

S1、建立初始模型，采用与实施例1相同的方法建立起初始模型；如图19所示，为本实施例建立的大致体积为0.2m×0.03m×0.005m的初始模型。

S2、添加网格，添加网格过程如实施例1相同；

S3、对初始模型添加目标结构相应的材料属性，本实施例中，材料为钢，在ANSYSWorkbench的Engineering Data中按照钢的实际弹性模量、泊松比、密度对材料属性进行设置。

S4、根据目标结构的模型，在初始模型的不产生变形的位置施加位移边界条件，施加位移边界条件的步骤与实施例1中相同；

在本实施例中，如图20所示，位移边界条件为一侧的曲面和另一侧的边，具体为：

在Mechanical模块的Static Structural中选择Supports，添加一项FixedSupports，再将选择类别调整为选择面选中一侧的曲面以及调整为选择线并选择另一侧的边，通过固定这些面就可对机翼周边进行约束，无法产生变形，机翼两侧就成为了整个模型的支座，使模型只能在中部进行变形。

S5、对初始模型施加力的边界条件，施加力的边界条件方式与实施例1相同；

在本实施例中，如图21所示，本实施例在机翼翼肋上下两侧添加荷载作为力的边界条件，具体为：

在Static Structural模块中选择Loads，添加两四项Force，分别命名为Force1、Force2、Force3、Force4，分别布置翼肋上下两侧，并通过荷载值的正负来选择荷载不同的作用方向，如图21中的上侧的荷载为Z方向的500N和3000N,下侧的荷载为Z方向的-Y方向的-1000N和-5000N，以此来形成需要的曲面效果。

S6、有限元分析，有限元分析的结果如图22所示。

S7、判断是否得到目标建筑结构模型要求，输出变形结果，判断是否达到目标要求以及相应的步骤与实施例1相同。

S8、将输出的变形结果文件按便于运输和拼装的合理尺寸进行分块，具体为：

将步骤S7中保存的目标模型的STL文件再次导入SpaceClaim模块中，

在本实施例中，模型并不需要再进行分割，而是在构件上挖出减轻质量的孔洞和固定孔，如图23所示，并将翼肋和连接构件分别单独保存为STL文件；

S9、将分块保存的模型文件导入3D打印机，进行构件的实体打印，多个制造完成的构件进行拼装，得到最终所需构件，具体为：

本实施例中，构件通过如图24所示的连接构件、螺栓和固定孔进行连接，连接构件插入固定孔中，通过螺栓固定，连接多个翼肋。

构件进行拼装时，为了便于拼装施工的效率，固定孔间隔布置，起到连接和固定作用，形式如图25所示。

翼肋构件完成连接后组成完整的机翼骨架，通过在机翼表面蒙皮制造完整的机翼。

实施例4

本实施例以一种建筑装配式构件的建模及制造为例，实施建模工具和制造工具与实施例1相同，通过SpaceClaim模块建模和Mechanical有限元分析模块，结合3D打印机完成，具体包括以下步骤：

S1、建立初始模型，采用与实施例1相同的方法建立起初始模型；如图26所示，为本实施例建立的大致体积为2m×15m×0.1m的初始模型。

S2、添加网格，添加网格过程与实施例1相同；

S3、对初始模型添加目标结构相应的材料属性，本实施例中，材料为混凝土，在ANSYS Workbench的Engineering Data中按照混凝土的实际弹性模量、泊松比、密度对材料属性进行设置。

S4、根据目标结构的模型，在初始模型的不产生变形的位置施加位移边界条件，施加位移边界条件的步骤与实施例1；

在本实施例中，如图27所示，位移边界条件为墙体两侧，具体为：

在Mechanical模块的Static Structural中选择Supports，添加一项FixedSupports，再将选择类别调整为选择面并选中墙体的两个侧面，通过固定这些面就可对墙体周边进行约束，无法产生变形，椅子的周边就成为了整个模型的支座，使模型只能在墙体中间变形。

S5、对初始模型施加力的边界条件，施加力的边界条件方式与实施例1相同；

在本实施例中，如图28所示，本实施例在墙体靠近侧面的1/4处添加荷载作为力的边界条件，具体为：

在Static Structural模块中选择Loads，添加六项Force，分别命名为Force1、Force2，分别布置墙体的左右两边靠近侧面1/4处，并通过荷载值的正负来选择荷载不同的作用方向，如图28中的荷载值为Z方向的500N和-500N，以此来形成墙体的曲面效果。

S6、有限元分析，有限元分析的结果如图29所示。

S7、判断是否得到目标结构模型要求，输出变形结果，判断是否达到目标要求以及相应的步骤与实施例1相同。

S8、将输出的变形结果文件按便于运输和拼装的合理尺寸进行分块，具体为：

将上一步骤中保存的目标模型的STL文件再次导入SpaceClaim模块中，将STL文件保存到小平面格式转换为实体。按照3D打印机便于生产的尺寸以及考虑构件便于运输等条件，将模型进行分块，便于运输到现场进行组装。

在本实施例中，墙体中间创建1个平面，再通过切割命令，用平面将原模型切割成2个构件，如图30所示，切割完成的构件进行单独保存为STL文件；

S9、将分块保存的模型文件导入3D打印机，进行构件的实体打印，多个制造完成的构件进行拼装，得到最终所需装配式构件，具体为：

进行3D打印之前，将钢筋网按构件形式进行绑扎。

本实施例中，钢筋网按照步骤S7中单独的一个构件进行布置，钢筋网图如图31所示，中部的钢筋网用来防止混凝土开裂，起受拉作用，侧边的箍筋用于连接构件。

绑扎好钢筋后，将钢筋网布置在打印区域，进行构件的3D打印，打印材料为混凝土。打印的构件的尺寸略小于分块的构件尺寸，露出用于连接的侧边的箍筋，便于后续现场连接，构件打印完成形式如图32所示；

构件进行拼装时，为了便于拼装施工的顺序将构件进行搭接，两相邻连接的墙体需要错开布置钢筋网，以便通过四根垂直与搭接平面的竖直钢筋进行绑扎，起到连接和固定作用，形式如图33所示。

钢筋绑扎完成后，通过在钢筋绑扎区域现场浇筑少量混凝土来完成建筑结构的连接。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种结构的建模及制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据所需结构的模型，采用建模工具，建立初始模型，初始模型由多个规则构件所组成；

S2、在初始模型表面建立用于添加边界条件的网格，保存包含网格的初始模型；

S3、对初始模型添加目标结构相应的材料属性；

S4、对初始模型施加位移边界条件，确定初始模型的整体变形方向；

S5、根据目标结构的模型，对初始模型施加力的边界条件；

S6、采用有限元分析工具进行有限元分析，有限元分析计算出模型在当前位移边界条件和力的边界条件下的位移情况，并以模型变形的形式展示出来，得到模型变形结果；

S7、判断是否达到目标结构的模型要求，如达到则输出变形结果；如达不到则返回步骤S5重新施加力的边界条件并再次执行步骤S6至S7；

S8、按合理尺寸将输出的变形结果模型进行分块，并将分块后的构件单独保存；

S9、将分块后的若干构件导入3D打印机，进行结构构件的生产制造，多个制造完成的构件进行拼装，得到最终所需结构。

2.根据权利要求1所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述结构具体为建筑结构。

3.根据权利要求2所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述建筑结构具体为建筑装配式构件结构。

4.根据权利要求1所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述多个规则构件支持通过组合工具绑定成为一个实体，进行相同的命令操作，也支持通过分割工具划分为多个相接触但独立的个体，每个个体支持进行单独操作；

建模平台对初始模型进行移动、旋转以及缩放操作，使模型的初始结构接近目标模型。

5.根据权利要求1所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述用于添加边界条件的网格具体是划分在实体表面，由点、线以及面所组成，根据实际按照变形的要求可调整网格的精度。

6.根据权利要求1所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述对模型添加的材料属性，根据结构的选用材料决定，同个结构在不同部位添加不同材料特性，以实现结构的多种变形。

7.根据权利要求1所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述施加位移边界条件具体为：

根据目标结构的模型，在初始模型不产生变形的位置施加位移边界条件；

所述位移边界条件包括固定整个实体或面的固定约束以及固定某个方向变形的位移约束；所述位移边界条件用于限制模型变形的方位，控制模型变形的程度上限，从而确定初始模型的整体变形方向；

所述位移边界条件具体包括限制所有运动的固定约束、限制某个方向位移的位移约束、限制某个方向转动的转动约束。

8.根据权利要求1所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述力的边界条件由多种荷载组成，所述荷载包括集中力、压强、温度以及重力加速度等；

所述对初始模型施加力的边界条件具体包括：

根据目标模型的造型样式和起伏程度，将荷载和约束进行自由组合；

尝试多种荷载和约束组合，确定最贴合目标模型的力的边界条件施加方式，将其施加在初始模型上，使模型结构发生改变，初始模型向目标结构的模型进行变化。

9.根据权利要求1所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述将模型切割成若干构件具体为：

在有限元软件中，在模型的多个方向上处创立了平面，再通过切割命令，用平面将模型切割为多个构件。

10.根据权利要求2或3所述的一种结构的建模及制造方法，其特征在于，所述进行结构的生产制造前，将钢筋网按构件形状进行绑扎，且两相邻连接的构件需要错开布置钢筋网；

生产制造的构件的尺寸小于切割后的构件尺寸，并且露出用于连接的侧边的箍筋；

钢筋绑扎完成后，通过在钢筋绑扎区域浇筑混凝土来完成构件的连接。

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