【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机辅助设计领域，具体涉及休闲运动鞋底抗扭结构设计方法及所获得的鞋。
技术介绍
1、中国专利公开号为cn113971333a的《建立鞋子部件模型的方法及设计方法》提出了一种通过定位技术获取高质量鞋子部件模型的方法。这种方法通过先进的3d建模和扫描技术，可以精确还原鞋子实物的结构和细节效果，生成高分辨率的三维数字模型，为鞋子设计提供了可靠的数据基础。然而，在实际应用中，这种方法仍存在一定的局限性，特别是在以下几个关键领域：尽管能够高度还原鞋子结构，但对于鞋子在动态使用中的形变和应力分布缺乏深入分析和优化设计的功能；这可能导致鞋子在高强度运动中出现局部疲劳或损坏的问题；而且该方法未能充分考虑鞋底在运动冲击下的力学特性，尤其是在鞋底抗扭区域的设计上缺乏对高压点和冲击分布的精准优化，可能导致脚部不适或长期使用后的材料退化；并且随着运动量的增加，鞋子部件，特别是鞋底区域，会因摩擦和重复受力产生大量热量，但是现有设计方法对热膨胀和温度管理的关注不足，未能有效解决高温导致的材料变形和性能下降问题。
2、综上所述，虽然cn113971333a的方法在构建精细三维模型上有显著优势，但其在动态力学性能分析、材料热性能处理、抗扭效果提升和压力均匀分布等方面仍需进一步改进。这些不足在运动鞋和高强度使用鞋类中尤为明显，亟需通过新材料应用和设计优化技术进行改良，以满足现代鞋类使用场景的复杂需求。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本
2、为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，所述方法包括以下步骤：
3、s100,获取三维鞋子模型；
4、s200，将三维鞋子模型加载至有限元分析软件中，通过网格划分算法对三维鞋子模型进行网格划分，得到鞋子有限元模型；
5、s300，识别鞋子有限元模型的中底区域并对鞋子有限元模型进行分割，获得中底区域有限元模型，并把中底区域有限元模型的脚趾部分记为趾区有限元模型；
6、s400，根据得到的趾区有限元模型进行畸化集中分析，获取畸化集中区域；
7、s500，对畸化集中区域对应三维鞋子模型的位置进行标记。
8、根据本专利技术实施例的设计方法，可以通过精确定位畸化集中区域、温差分析和采用石墨烯复合材料进行局部优化，提升鞋子在运动过程中的舒适性、热管理能力和抗扭性能。
9、进一步的，在步骤s100中，三维鞋子模型获取的方法包括：使用3d扫描技术（激光扫描或光学扫描）对鞋子进行数字化，得到其三维图像数据；获取模型后，将其转换为stl格式，以便在分析软件中进行去除噪点、修补裂缝和简化几何，以确保模型的质量和准确性，并为模型定义材料属性、接触条件和边界条件等功能性信息，以便在有限元分析中进行有效的模拟；最后，将准备好的三维鞋子模型导入有限元分析软件中，为下一步的网格划分和性能分析做准备。
10、在s200步骤中，将三维鞋子模型加载至有限元分析软件中，通过网格划分算法对三维鞋子模型进行网格划分，得到鞋子有限元模型中，网格类型为四面体网格。
11、其中，鞋底畸化是指在长期运动、冲击或热变化下，鞋底的形态发生不均匀的变形或损坏。这会导致鞋子的舒适性和性能下降，特别是在受到较大压力或高温影响的区域（如脚趾部分）；传统鞋底材料在这些区域往往无法有效分散压力或调节温度，导致形变或破损。为了解决这个问题，本专利技术提出了步骤s300；
12、在步骤s300中，识别鞋子有限元模型的中底区域并对鞋子有限元模型进行分割，获得中底区域有限元模型，并把中底区域有限元模型的脚趾部分记为趾区有限元模型。
13、具体的，中底区域有限元模型的获取方法为：通过几何分析和材料属性分析识别鞋底的中底区域有限元模型，利用感兴趣算法确定其边界；，对模型进行分割，提取出中底区域有限元模型。
14、进一步的，趾区有限元模型的获取方法为，通过有限元应力梯度和压力分布分析，并结合鞋子在静态站立和跑步模拟中的力学行为，识别出受到冲击和压力的前端区域，即为趾区。基于这些力学特征，使用局部网格加密和网格区域提取方法精确提取出趾区有限元模型；
15、进一步的，由于运动鞋在使用过程中，尤其是在高强度运动（如跑步）时，会由于冲击和摩擦产生大量热量，导致鞋底温度升高。如果鞋底的热管理不足，温度过高会导致材料膨胀、变软或发生化学降解，最终影响鞋子的结构和舒适性。为了解决上述问题，本专利技术提出了步骤s400；
16、在步骤s400中，根据得到的趾区有限元模型进行畸化集中分析，获取畸化集中区域包括：
17、s401，通过有限元分析软件中的动态模拟软件模拟休闲鞋底在运动中的扭转和弯折状态；
18、通过有限元分析软件中的动态模拟软件模拟休闲鞋底在运动中的扭转和弯折状态，收集数据并进行迭代优化，包括确定鞋底材料属性和几何参数，然后进行鞋底弯折/扭转动力学模拟，捕捉鞋底在不同运动状态下的形变，模拟鞋底后跟被按住，脚趾部位施加斜向上的力，以模拟实际运动中的弯折状态，并记录相关形变参数，分析鞋底形变以波形态发生的特点，并记录应力集中位置，确定鞋底需要加强的区域。通过这一过程，可以准确模拟鞋子在不同情况下的力学行为，为后续分析提供详细的数值支持。
19、s402，获得不稳定压力范围，并通过不稳定压力范围获取抗扭畸变区域；
20、以less（i）表示第i个趾区有限元模型中的网格的压力值，其中i∈[1，n]，其中n为趾区有限元模型中的网格的数量，其中网格的压力值为整个网格内所受压力的平均值；对趾区有限元模型中的网格进行分类，获得不稳定的压力范围和不稳定的压力值范围；以获得的趾区有限元模型的网格的压力less（i）作为压力序列lek，则所述压力序列lek由n个压力构成，分别为{less(1)，less(2)，…，less(n)}，less（i）为压力序列lek里的第i个压力，i是序号，i的取值范围为i=1，2，…，n，获取压力序列lek中所有压力的平均值，并获取压力序列lek中的压力的标准差；
21、进一步的，通过压力序列lek中的压力的标准差对压力序列进行内部归类；压力大于平均值加标准差归类为不稳定的压力范围；
22、其中不稳定压力序列范围取值的压力范围分别记为[a，b]；其中a为不稳定的压力范围的最小值，b为不稳定的压力范围的最大值。
23、计算a与b的平均值，并记为v；将[v，b]记为异常压力范围。
24、将所有趾区有限元模型中压力处于异常压力范围[v，b]的网格组成的区域记为抗扭畸变区域；
25、其中，抗扭畸变区域是指在鞋子设计中，由于受到外部压力、冲击或摩擦本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，其特征在于，在步骤S100中，三维鞋子模型获取的方法包括：使用3D扫描技术对鞋子进行数字化，得到其三维图像数据；获取模型后，将其转换为STL格式，以便在分析软件中进行去除噪点、修补裂缝和简化几何，以确保模型的质量和准确性，并为模型定义材料属性、接触条件和边界条件等功能性信息，以便在有限元分析中进行有效的模拟；将准备好的三维鞋子模型导入有限元分析软件中。
3.根据权利要求1所述的休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，其特征在于，在S200步骤中，将三维鞋子模型加载至有限元分析软件中，通过网格划分算法对三维鞋子模型进行网格划分，得到鞋子有限元模型中，所述网格划分的网格类型为四面体网格。
4.根据权利要求1所述的休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，其特征在于，在步骤S300中，识别鞋子有限元模型的中底区域并对鞋子有限元模型进行分割，获得中底区域有限元模型，并把中底区域有限元模型的脚趾部分记为趾区有限元模型的方法包括：
5.根据权利
6.一种鞋，其特征在于，所述鞋通过权利要求1到6中的任意一项所述的休闲运动鞋底抗扭结构设计方法中的步骤生产。
...【技术特征摘要】
1.休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，其特征在于，在步骤s100中，三维鞋子模型获取的方法包括：使用3d扫描技术对鞋子进行数字化，得到其三维图像数据；获取模型后，将其转换为stl格式，以便在分析软件中进行去除噪点、修补裂缝和简化几何，以确保模型的质量和准确性，并为模型定义材料属性、接触条件和边界条件等功能性信息，以便在有限元分析中进行有效的模拟；将准备好的三维鞋子模型导入有限元分析软件中。
3.根据权利要求1所述的休闲运动鞋底抗扭结构设计方法，其特征在于，在s200步骤中，将三维鞋子模型加载至有限元分析软件中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿，梁嘉荣，江羚，
申请(专利权)人：广东足迹鞋业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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