双足机器人大腿部件点阵设计仿真分析&基于场驱动的双足机器人小腿结构参数化设计（ZJLAB-FS-BX20230082）成交结果公告
双足机器人大腿部件点阵设计仿真分析&基于场驱动的双足机器人小腿结构参数化设计（ZJLAB-FS-BX20230082）成交结果公告
| 项目名称 | 双足机器人大腿部件点阵设计仿真分析&基于场驱动的双足机器人小腿结构参数化设计 | 项目编号 | ZJLAB-FS-BX******** |
|---|---|---|---|
| 公告开始日期 | 167*****02000 | 公告截止日期 | 167*****00000 |
| 采购单位 | 之江实验室 | 付款方式 | (境内供货)定制设备可预付百分之三十款 |
| 联系人 | 中标后在我参与的项目中查看 | 联系电话 | 中标后在我参与的项目中查看 |
| 签约时间要求 | 成交后7个工作日内 | 到货时间要求 | 无 |
| 预 算 | ******.0 | ||
| 收货地址 | 无 | ||
| 供应商资质要求 | 符合《政府采购法》第二十二条规定的供应商基本条件 | ||
| 采购商品 | 采购数量 | 计量单位 | 所属分类 |
|---|---|---|---|
| 双足机器人大腿部件点阵设计仿真分析&基于场驱动的双足机器人小腿结构参数化设计 | 1 | 项 | 机械工程研究服务 |
| 品牌 | 无 |
|---|---|
| 型号 | 无 |
| 品牌2 | 无 |
| 型号 | 无 |
| 品牌3 | 无 |
| 型号 | 无 |
| 预算 | ******.0 |
| 技术参数及配置要求 | 一、双足机器人大腿部件点阵设计仿真分析：（一）项目意义及难点分析机器人结构轻量化设计优化作为关键技术之一，对于提升机器人续航能力和控制灵活性具有极大地价值，基于金属增材制造的成型方式可设计轻量化点阵夹芯结构在机器人上的应用从而有效地对降低结构质量。该条技术路线已初步验证在机器人结构件上减重的可行性及效果，但由于点阵结构数值模拟手段的限制，无法通过仿真数据反馈对结构设计进行精确地计算优化达到理论减重的最大化。作为设计过程重要且必要的环节，数值模拟能够提前对结构进行力学性能预测规避设计风险，同时通过数值模拟的手段能够反馈指导设计，降低物理实验带来的经济成本和时间成本，因此对带有点阵结构的部件开展数值模拟仿真具有重要意义和必要性。难点分析：由于点阵结构天然的“巨量”数据特点，传统的数值模拟软件无法兼容该类数据文件或者兼容性很差导致计算机资源不足无法计算，导致传统的数值模拟技术路线并不适用该类结构模型。通过调研文献发现，面向增材制造思路设计的结构数值模拟研究并不多，为了解决点阵结构天然的“巨量”数据特点导致的计算机资源不足的问题，因此需要对胞元模型等效处理的方式开展分析。调研到的文献由于并不涉及到具体胞元模型“微观——宏观——微观”等效材料处理的技术细节，为了实现该技术的突破申请技术外协。（二）任务内容（1）根据我方提供的三维数据模型按照我方要求的进行不同单胞类型的点阵结构填充，模型单边保留1.5mm壁厚，内部填充单胞类型按照BCC、FCC、BCCZ、BCC+FCC等；（2）按照上述要求填充完成后的模型可导出通用格式文件如step或者stl数据文件，并且导出后的模型文件能够导入到通用的数值模拟软件如workbench或者ABAQUS等，便于我方后续对类似的模型进行复现模拟；（3）根据（1）中所述的点阵结构填充后的模型开展静力学数值模拟仿真，仿真方法需具有可迁移性，便于我方后续对类似的模型进行复现模拟；（4）按照上述给定的4种单胞类型设计后的模型，打印交付4套物理样件；（三）指标（1）针对不同的单胞类型，都能够导入并填充到给定的模型指定的区域，并形成成熟可复现的设计方法流程；（2）数值模拟能够对不同胞元类型填充的结构进行力学仿真，并形成成熟可复现的模拟方法；二、场驱动的双足机器人小腿结构参数化设计：（一）项目意义及难点分析轻量化结构件目前多采用等密度点阵，即点阵的粗细、长短都是均匀的。这类点阵相比于实心连续体增加介观尺度的孔洞，因此能够在原有刚度下降不大并能满足使用要求的同时有效降低结构件的重量。但是由于各区域点阵杆的粗细和长短均一致，而内应力不同，导致一部分区域应力较小，材料富余，而另一部分区域的应力较大。因此为了进一步减轻重量，需要对点阵杆的粗细和长短进行优化，形成变密度点阵，进而达到应力场均匀化的效果。这种变密度点阵更接近轻量化的理论极限，相比等密度点阵结构的重量更轻。难点分析：本部分有两个难点：（1）设计出通过应力场生成变密度点阵的“应力-密度”映射算法。在等密度点阵形成后，通过等效单元法将点阵等效成连续体，再通过连续体的有限元计算确定各节点的三个正交方向的应力。此类应力是各有限元节点位置点阵密度的设置依据。如何通过一套映射算法，将等效应力信息映射到点阵密度上，这是一个难点。（2）通过有各节点密度信息的结果文件来生成变密度的实体。这个过程要确保生成的实体过渡自然，没有离散碎片，在有限元验证分析时不会有明显的应力集中，需要在模型构建过程做针对性的算法设计，是一个技术难点。（二）任务内容（1）采用场驱动的方法对点阵结构所在的区域进行等效应力均匀化设计到得到空间内各有限元节点的等效密度。（2）根据设计空间内的等效密度分布，构建出变密度点阵实体。（3）对构建的变密度点阵进行原边界条件下的有限元仿真，点阵的应力场符合均匀化指标的要求。（4）点阵实体质量指标：实体各部分过渡无离散碎片。（5）建立的方法具有可复制性，在通用软件（包含允许小工作量时免费使用的软件）上，针对大腿结构件也能实现符合上述第1到3点要求的变密度点阵实体设计。（6）基于上述应力场驱动设计后的结构模型，打印并交付1套物理结构件；（三）指标（1）均匀化的应力场：变密度点阵设计后应力场分布较单一密度点阵设计方案均匀，均匀的评判方法及临界数值在阶段性工作完成后经双方协商确定。三、交付清单：（一）双足机器人大腿部件点阵设计仿真分析：（1）不同胞元类型的填充技术方法及通用数据类型的模型文件导出，需提供相关的设计流程；（2）不同胞元类型的模型导入到通用有限元模拟软件的模型处理方法，尤其是胞元模型“微观——宏观——微观”等效材料处理的技术细节的全流程；（3）提供全套的相关涉及的技术文档、源图模型及设计流程，并打印交付4套数值模拟验证后的模型结构件的物理样件；（二）场驱动的双足机器人小腿结构参数化设计：（1）“采用场驱动的方法对点阵结构所在的区域进行等效应力均匀化设计得到空间内各有限元节点的等效密度”的设计方法流程。（2）提供“根据设计空间内的等效密度分布，构建出变密度点阵实体的模型”的三维模型文件。（3）提供全套的相关涉及的技术文档、源图模型及设计流程。（4）采用“对构建的变密度点阵进行原边界条件下的有限元仿真验证”合格后的三维模型打印并交付1套物理结构件； |
| 售后服务 | 合同签订1年内负责相关的技术答疑直到我方能够独立复现类似的计算分析；; |
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