ブーリアン和演算は、フットウェアラティスモデリングにおけるデジタル結合剤として機能します。内部のラティス構造（ポリマーフォームを表す）を、固体の上部および下部の薄いプレートとマージして、単一の連続した暗黙のソリッドエンティティを作成します。このステップにより、別々の設計要素が統一されたコンポーネントに変換され、物理的な解析の準備が整います。
コアの要点 ブーリアン和の主な役割は、ラティスコアとその外表面との間の幾何学的連続性を確立することです。この統合は、応力試験中に靴の表面から内部フォーム構造への機械的荷重の伝達方法を正確にシミュレートするために不可欠です。
統一されたデジタルオブジェクトの作成
別々のコンポーネントのマージ
フットウェアのデザインでは、「クッショニング」は複雑なラティスであることが多く、足や地面とのインターフェースはソリッドプレートで構成されています。ブーリアン和演算は、これらの数学的に異なる形状を取り込み、それらを融合させます。
単一エンティティの形成
モデルを接触する部品のグループとして扱うのではなく、この演算はプレートとラティスの両方を含む新しいボリュームを計算します。結果は、ボリューム全体を単一の連続した材料として数学的に定義する単一の暗黙のソリッドエンティティです。
正確な解析の促進
幾何学的連続性の確保
シミュレーションが有効であるためには、ソフトウェアはスキンとコアが物理的に接続されていることを理解する必要があります。ブーリアン和は、インターフェースでのギャップやオーバーラップを排除します。これにより、ソリッドプレートと多孔質ラティスとの間の境界がシームレスになります。
現実的な荷重伝達シミュレーション
このモデリングの最終的な目標は、通常、有限要素解析（FEA）です。部品を和で結合することにより、現実的な荷重伝達のシミュレーションが可能になります。上部プレートに力が加わると、ブーリアン和は、応力がラティスブランチに正しく伝播することを保証し、現実世界の物理現象を反映します。
トレードオフの理解
計算上の負荷
精度には不可欠ですが、複雑なラティスに対してブーリアン和を実行することは計算コストが高くなる可能性があります。ソフトウェアは、数千のラティス支柱とソリッドプレートの交差を計算する必要があり、設計段階での処理時間が長くなる可能性があります。
メッシュの複雑さ
結果として得られる「和合された」ジオメトリは、ラティスがプレートと接する部分に複雑な遷移を含むことがよくあります。これにより、解析中にメッシュ密度が高くなり、シミュレーションを効率的に解決するために、より強力なハードウェアが必要になる場合があります。
プロジェクトへの適用方法
構造的忠実性の確保とは、設計レイヤーをいつ、どのように組み合わせるかを知ることを意味します。
- シミュレーション精度の向上が主な焦点の場合：最終的な高解像度ラティスに対してブーリアン和を実行し、表面からコアまでの荷重経路が中断されないことを保証します。
- 設計速度の向上が主な焦点の場合：初期のイテレーション中にラティスとプレートを別々のオブジェクトとしてプレビューし、最終確認またはエクスポートの準備ができたときにのみブーリアン和を適用することを選択できます。
ブーリアン和は、理論的な設計パターンと、テスト可能で機能的なフットウェアコンポーネントとの間の架け橋です。
概要表：
| 特徴 | ブーリアン和の機能 | フットウェアデザインへの影響 |
|---|---|---|
| 幾何学的状態 | ラティスとプレートを単一のエンティティにマージする | シームレスな構造的整合性のためのギャップを排除する |
| シミュレーション | 現実的な荷重伝達解析を可能にする | プレートからフォームへの応力の正しい伝播を保証する |
| モデル形式 | 統一された暗黙のソリッドを作成する | 正確なFEA/テストのためにデジタルモデルを準備する |
| パフォーマンス | 数千の支柱の交差を管理する | トレードオフ：計算/メッシュの複雑さが増加する |
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参考文献
- Mohammad Javad Hooshmand, Mohammad Abu Hasan Khondoker. Machine Learning Algorithms for Predicting Mechanical Stiffness of Lattice Structure-Based Polymer Foam. DOI: 10.3390/ma16227173
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .