点阵结构设计
创新创业教育 3.2.5 点阵结构认知
3.2.5点阵结构认知（1）点阵结构是指一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，以材料分布为优化对象，将优化区域形成一组无限的点，任意两点之间形成一个向量，各点按此向量平移可使其还原。
点阵结构，作为一种周期性多孔结构，可以认为是某种单胞通过大量相同的点阵单元周期性地组合而成如图3-27所示。
3D打印点阵结构可以达到工程强度、韧性、耐久性、静力学、动力学性能以及制造费用的完美平衡。
图3-27 点阵结构设计（2）点阵结构应用1）简介3D 打印对点阵结构具有独特的特点，但从设计方面来说，模型若具有较大的结构部件网络，则优化后的点阵设计具有更好的稳定性和更理想的热性能，优化后的点阵设计具有更好的稳定性和更理想的热性能。
此外，它们还具有理想的重量，可作为实现减重目标的一种方法。
点阵结构尤其适用于生物医学应用领域（例如移植），这是因为其具有多孔性，能够促进骨头和组织的生长。
点阵结构与实体结构所占据的设计空间相同，但刚性更好且能承受更大的应力。
因此，与传统拓扑优化中所设定的设计目标相比，执行点阵优化时需要设定更为保守的设计目标。
与占据相同空间的固体结构相比，点阵结构中的位移和应力通常要大五至十倍。
由于不能始终准确地预估退化情况，因此在获取所需的点阵优化结果前，可能需要在执行优化时逐渐强化约束。
2）多孔结构/胞格结构单元多孔结构/胞格结构单元，其构造与为实现轻量化要求的点阵夹芯结构类似。
其目的在于保证结构单元组成的生物植入体具有良好的生物相容性。
钛金属点阵结构的弹性模量会随着孔径的增加而减小，从而可以通过改变体积分数和点阵结构的尺寸分布来解决弹性模量匹配问题，使植入物具有量身定制的机械性能，与人体的骨骼匹配。
此外，3D打印开放气孔结构便于骨内生长和整个植入物的结合如图3-28所示。
图3-28 拓扑优化骨骼3）点阵夹芯结构点阵夹芯结构在减重过程的特点在于优化结构的同时亦能保证材料足够的强度。
在航空航天工业中, 点阵夹芯结构常被用于制作各种壁板,航空航天领域中可用于翼面、舱面、舱盖、地板、消音板、隔热板、卫星星体外壳等制备。
led点阵毕业设计
led点阵毕业设计LED点阵是一种常见的显示设备，它由许多小型的发光二极管组成，可以用来显示文字、图像和动画。
在现代科技的推动下，LED点阵的应用越来越广泛，尤其在毕业设计中，它成为了许多学生选择的研究方向。
一、LED点阵的原理和结构LED点阵的原理非常简单，它由许多发光二极管按照一定的排列方式组成。
每个发光二极管都有一个正极和一个负极，当正极接通电流时，发光二极管就会发光。
通过控制每个发光二极管的电流，可以实现不同的显示效果。
LED点阵的结构也很简单，一般由多行多列的发光二极管组成。
每行的发光二极管连接在一起，每列的发光二极管也连接在一起。
通过控制每行和每列的电流，可以选择性地点亮或熄灭每个发光二极管，从而实现显示效果。
二、LED点阵在毕业设计中的应用LED点阵在毕业设计中有许多应用，下面我们来介绍一些常见的应用案例。
1. 数字钟LED点阵可以用来制作数字钟，通过控制每个发光二极管的点亮和熄灭，可以显示出当前的时间。
这对于毕业设计来说，既有一定的技术难度，又能够实际应用于生活中，非常具有实用性。
2. 温度显示LED点阵还可以用来制作温度显示器，通过传感器获取当前的温度数值，并将其转化为LED点阵的显示。
这种设计不仅可以展示温度信息，还可以通过不同的颜色和图案来表示不同的温度区间，提高用户体验。
3. 文字信息显示LED点阵最常见的应用就是显示文字信息，比如在公共场所的广告牌、电子显示屏等。
在毕业设计中，可以通过编程控制LED点阵显示不同的文字信息，实现信息的传递和交流。
三、LED点阵毕业设计的挑战和解决方案LED点阵毕业设计虽然有许多应用案例，但也面临着一些挑战。
下面我们来讨论一些常见的挑战和解决方案。
1. 硬件设计LED点阵的硬件设计是一个关键的环节，需要考虑电路的稳定性、功耗和散热等问题。
在毕业设计中，可以通过合理的电路设计和选用高质量的元器件来解决这些问题。
2. 软件编程LED点阵的软件编程也是一个重要的挑战，需要熟悉编程语言和掌握相关的算法。
拓扑设计点阵结构
拓扑设计点阵结构一、引言在网络建设中，拓扑结构是网络设计的基础，它决定了网络的性能和可靠性。
点阵结构是一种常见的网络拓扑结构，它可以满足大规模网络的需求，提高网络的可扩展性和可靠性。
本文将从点阵结构的概念、特点和优势等方面进行详细分析，同时介绍点阵结构在不同应用场景中的设计原则和实践经验。
二、点阵结构的概念和特点点阵结构是一种将网络节点按照规则的几何排列方式连接在一起的网络拓扑结构。
在点阵结构中，每个节点与其相邻节点直接相连，形成一个密集的网络网格。
点阵结构的主要特点包括：1. 均衡性：点阵结构的节点之间连接方式规整且相同，整体结构呈现出均衡的特点，避免了单点故障对整个网络的影响。
2. 可扩展性：点阵结构可以通过增加节点数量来扩展网络规模，同时保持网络的整体连通性和性能。
3. 易于管理和维护：点阵结构中的节点之间连接方式简单明了，易于管理和维护，降低了网络运行和维护成本。
4. 高性能和可靠性：点阵结构中每个节点之间距离相近，节点之间的通信延迟低，网络性能和可靠性较高。
5. 适用于大规模网络：点阵结构适用于大规模网络，可以支持成千上万个节点的网络规模，适用于互联网、数据中心等场景。
三、点阵结构的优势点阵结构作为一种常见的网络拓扑结构，在实际应用中具有诸多优势：1. 高性能：点阵结构中节点之间的连接方式规整，通信路径短，通信延迟低，网络性能较高。
2. 高可靠性：点阵结构中节点之间连接方式均衡，避免了单点故障对整个网络的影响，提高了网络的可靠性。
3. 易于管理和维护：点阵结构中节点之间连接方式简单明了，易于管理和维护，降低了网络运行和维护的成本。
4. 可扩展性强：点阵结构可以通过增加节点数量来扩展网络规模，同时保持网络的整体连通性和性能。
5. 适用于大规模网络：点阵结构适用于成千上万个节点的大规模网络，是构建互联网、数据中心等大型网络的理想选择。
四、点阵结构在不同应用场景中的设计原则点阵结构作为一种通用的网络拓扑结构，在不同应用场景中需要根据具体需求和情况进行设计。
LED点阵的结构及原理new(分析“显示”文档)共8张PPT
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显示原理：
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LED点阵的结构及原理
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3d打印点阵结构建模方法
3d打印点阵结构建模方法3D打印点阵结构建模方法引言：随着3D打印技术的快速发展，点阵结构的建模方法在各个领域中得到了广泛应用。
点阵结构具有高度可定制性、轻质化、强度高等优点，适用于建筑、航空航天、医疗器械等领域。
本文将介绍一种基于3D打印的点阵结构建模方法，使读者能够了解点阵结构的概念、建模原理以及实际应用。
一、点阵结构的概念点阵结构是由多个重复的单元构成的结构，每个单元都是相同形状和尺寸的。
通过将这些单元按照一定规律排列，可以形成具有特定功能和性能的结构。
点阵结构的特点是具有规则的孔隙结构，可以实现轻质化和强度优化。
二、点阵结构建模原理1. 设计单元形状：首先，需要确定点阵结构的单元形状。
常见的单元形状有球形、立方体、棱柱等。
根据具体应用需求选择合适的单元形状。
2. 设计单元尺寸：确定单元的尺寸是点阵结构建模的关键。
单元的尺寸决定了点阵结构的孔隙率、强度等性能。
根据具体需求和材料特性选择适当的尺寸。
3. 设计排列方式：根据点阵结构的规律排列方式，确定单元的排列方式。
常见的排列方式有正方形排列、六边形排列等。
排列方式决定了点阵结构的密度和孔隙率。
4. 建立三维模型：利用三维建模软件，根据设计的单元形状、尺寸和排列方式，建立点阵结构的三维模型。
根据具体需求，可以添加支撑结构、连接件等，增加点阵结构的稳定性和可靠性。
5. 导出模型：完成点阵结构的建模后，将模型导出为可供3D打印机识别的文件格式，如STL格式。
三、点阵结构的应用1. 建筑领域：点阵结构可以用于建筑外立面、屋顶覆盖等部位，实现轻质化和良好的通风效果。
2. 航空航天领域：点阵结构可以应用于航空航天器件的制造，如轻质化零件、导流板等。
3. 医疗器械领域：点阵结构可以用于医疗器械的制造，如人工骨骼、支架等，具有良好的生物相容性和力学性能。
4. 工业制造领域：点阵结构可以应用于工业制造中的零部件制造，如过滤器、隔热材料等。
四、点阵结构的优势1. 高度可定制化：点阵结构可以根据具体需求进行设计和调整，满足不同应用场景的要求。
复合材料点阵结构设计理论及机械强度
该项目共发表SCI论文68篇，出版复合材料点阵结构研究领域第一部专著，获授权国家发明专利7项。8篇代表性论文被Science等期刊SCI他引405次。该项目研究成果引起国际学术界的关注，美国工程院院士Atluri教授指出：该项目设计的复合材料点阵材料填补了Ashby材料选择图的空白。杨卫院士、方岱宁院士、程耿东院士，Wadley教授等对该项目的研究成果均给予了高度评价。
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Low-velocity impact and residual tensile strength analysis to carbon fiber composite laminates/Materials and Design/王世勋,吴林志,马力
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Energy absorption and low velocity impact response of polyrethane foam filled pyramidal lattice core sandwich panels/Composite Structures/张国旗,王兵,马力,吴林志,泮世东,杨金水
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Experimental investigation of 3D sandwich structure with core reinforced by composite columns/Materials and Design/王兵,吴林志,金鑫,杜善义,孙雨果,马力
16×16 LED点阵设计-毕业设计.
16×16 LED点阵设计学生：指导教师：内容摘要：LED点阵电子显示屏的发展越来越好广泛，它成为一个宣传信息的重要平台，已经得到了社会的普遍认同。
LED点阵显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。
它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。
该设计是一个16×16LED点阵电子显示屏显示数字的设计。
整块电子显示屏的控制核心是40引脚的单片机AT89S51，说明了LED点阵电子显示屏用AT89S51为控制系统的动态的设计和开发的具体过程。
通过该芯片控制两个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示，本设计就是使用4块8×8点阵显示模块来组成16×16点阵显示屏，采用动态扫描显示，程序编写的实现是使用简单流通性强的C语言，该设计的结果证明，系统显示清晰，结构合理，误差小，扩展能力强，性能稳定。
关键词：AT89S51 LED点阵数字显示Design of 16*16 LED dot matrixAbstract：LED electronic display found the screen better and better.It has become an important platform of a promotional information,it has been widely accepted by the society,LED dot matrix display is the use of plane composition LED lattice module or pixel unit display screen ,It has the advantages of high light efficiency ,long.The designed is a digital design of a 16*16 LED dot matrix display ,control the core piece of electronic display is the 40 pin of the microcontroller AT89S51.Describes the specific process of the design and development of LED dot matrix display with AT89S51 as the control system dynamic.Through the control two columns drive chip 74HC595 are needed to drive the display shows that this design is to use 4 pieces of 8 x 8 dot matrix display module to form a 16 * 16 dot matrix display screen, a dynamic scans showed that the realization of the programming is simple to use strong liquidity of C language, and the design results show that the system shows clear, reasonable structure, little error and extension ability strong, stable performance.Keywords: AT89C51 dot matrix LED the digital display screen目录前言 (1)1 设计方案的论证与选择 (1)2 硬件电路设计 (3)2.1 系统的结构框图 (3)2.1.1 单片机控制模块 (3)2.1.2 时钟电路 (4)2.1.3 复位电路 (4)2.1.4 显示模块 (5)2.1.5 驱动模块 (7)2.2 单片机的最小系统图 (9)3 单片机系统 (10)3.1 8051引脚为40个的单片机芯片 (11)3.1.1 引脚为Vcc和Vss 的主电源 (11)3.1.2 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 (11)3.2 I/O口线的引脚排列及管脚的说明 (11)3.3 RST键 (13)3.4 PEROM阵列和锁定位 (13)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序的设计及流程图 (13)4.2 显示程序的设计 (14)5 硬件的制作与调试 (15)5.1 系统的组装 (15)5.2 程序的调试 (16)6 结束语 (17)附录 (18)附录1：程序清单 (18)附录2：仿真结果图 (22)附录3：Protel原理图 (23)附录4：4个8*8LED组成的显示屏 (24)附录5：PCB图 (25)参考文献 (26)16×16 LED点阵电子显示屏的设计前言LED点阵电子显示屏的制作简单，并且便于安装，被广泛的应用于各个公共场合，但是LED 电子显示屏也只能用于单一的图像数字汉字的显示，如果要改变显示的内容，必须要在上位机上进行实现。
点阵设计
目 录1 基本概要 (1)1.1EDA的基本特征和设计流程 (1)1.2LED点阵显示特点 (1)1.3FPGA基本特点和设计的特点 (1)2 总体设计原理及原理框图 (2)2.1设计原理 (2)3 单元电路设计 (3)3.1时钟信号控制模块设计 (4)3.1.1 时钟信号控制模块的源程序及其实体图 (4)3.1.2 时钟信号控制模块仿真 (4)3.2时序控制模块设计 (5)3.2.1 时序控制模块的源程序及其实体图 (5)3.2.2 时序控制模块仿真 (6)3.3扫描控制模块设计 (6)3.3.1 扫描控制模块源程序及其实体图 (6)3.3.2 扫描控制模块仿真 (7)3.4显示控制模块设计 (8)3.4.1 显示控制模块源程序及其实体图 (8)3.4.2 显示控制模块仿真 (12)4 总体设计 (13)4.1顶层文件设计 (13)3.2总体仿真图 (14)4.3管脚锁定图 (15)4.4实验箱显示结果 (16)5 心得体会 (17)1 基本概要1.1 EDA的基本特征和设计流程EDA技术是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力，它主要采用并行工程(Concurrent Engineering)设计和自顶向下(Top-down)设计方法，其基本思想是从系统总体要求出发，分为行为描述、寄存器传输级描述、逻辑综合三个层次，将设计内容逐步细化，最后完成整体设计，这是一种全新的设计思想与设计理念。
EDA技术是将传统的“电路设计——硬件搭试——调试焊接”模式变为“功能设计——软件模拟——编程下载”方式，设计人员只需一台微机和相应的开发工具即可研制出各种功能电路。
EDA技术将电子产品设计从软件编译、 逻辑化简、 逻辑综合、 仿真优化、 布局布线、 逻辑适配、 逻辑影射、 编程下载 、生成目标系统的全过程在计算机及其开发平台上自动处理完成。
1.2 LED点阵显示特点1. 可以显示各种数字、文字、图表、曲线、图形；2. 采用纯红、高绿作双基色发光器件，发光亮度高，色彩鲜艳、丰富；3. 显示效果清晰、稳定、功耗低、寿命长；4. 优质铝合金结构，磨沙、银镜或钛金不锈钢包边。
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总结一下调研的内容，点阵结构的减振性能，点阵结构可以设计的参数和初步的想法
点阵结构的建模方法、分析方法
点阵结构简介与应用
点阵材料是通过对晶格单元进行某种形式的排列形成的，是一种超轻高强的高性能多孔材料。
目前，越来越多的航空航天飞行器采用轻量化、高性能、结构功能一体化的新结构。
三维点阵作为一种新型功能结构，具有比刚度高、比强度高、可设计性强等优点，通过优化设计能具备声学、光学、电磁学等方面的特殊性能，在航空航天等领域具有广泛的应用前景。
虽然在减震方面，金属点阵结构并不像塑料点阵结构那样具备优势，然而复杂的金属点阵结构可以提供卓越的产品性能-无论是在效率和功能方面。
并且为组件轻量化打开了广阔的设计空间，还可以提高传热、能量吸收、绝缘和提高连接性能。
晶格单元是点阵结构的基结构。
图4给出了常用的晶格单元示意图。
胞元结构可以由长方体空间微结构衍变而来，根据六面体结构的特性，选取顶点、体心、面心以及棱边中点等关键点作为构建基本胞元结构的特征参数，设计了５种典型胞元结构。
X所示为顶点(体心)结构，由长方体中心与８个顶点支柱相连构成，能够很好地将载荷传递到体心节点。
文献表示：
（1）分别改变胞元尺寸及大小或胞元支柱截面半径两种情形下，试件的力学性能总体基本相似
（2）顶点结构抗压能力最差，且与其他４种结构相差很大，综合力学性能表现最差，其抗扭能力稍强于抗拉／抗压和抗弯能力。
根据晶格单元填充方式的不同，点阵结构可以分为规则点阵、随型点阵以及随机点阵等不同的形式。
在实际情况下，点阵材料的各部分承受着不同的载荷，等密度点阵材料存在性能不能充分发挥的问题。
可以考虑将拓扑优化引入点阵材料设计中。
点阵结构建模仿真方法调研
建模：
1、建模可用常规三维CAD软件，如UG, PRO-E,CATIA等，先建立单个胞元结构，再采用
复制或者阵列命令建模。
缺点：耗费资源、效率低，容易会由于计算机的硬件限制造成建模失败，甚至需要用二次开发或专用软件来解决建模问题。
2、利用商业软件内置的多种点阵结构，直接填充点阵结构建模。
仿真分析：
1、梁模型：从点阵结构抽取梁进行整体分析，结合子模型进行局部分析。
缺点：抽取梁有
一定难度；梁模型实体模型的装配关系的定义并不容易；不具有普适性，很多点阵结构形式并不适合梁模型简化（例如梁截面是变化的）；单胞数量增加，计算量也成为一个问题
2、多尺度算法：是一种宏细观结合的等效均质化算法，细观——宏观——细观，首先细观
分析基于单个胞元结构计算等效材料属性，然后宏观分析均质或非均质点阵结构分析，最后细观分析进行应力校核。
设计初步想法
为达到较好的减振效果，点阵结构胞元初步选为体心胞元（“金刚石晶胞”中的体心立方（body-centered cubic structure，BCC）型）。
变密度点阵结构设计较复杂暂不考虑，填充方式采用规则点阵。
对于BCC型晶胞，决定其构型的主特征参数包括：杆元长度C、杆元与水平方向夹角θ、杆径D；次特征参数包括：胞元长L、胞元宽W、胞元高H。
根据BCC 型晶胞的几何学关系，可得到数学模型：
以上参数均可以作为设计变量。
孔隙率是指点阵结构中的孔隙体积与点阵结构所占长方体包络体积的比值，对点阵结构的重量、吸声、吸震性能有着重要影响。
杆长、杆径、夹角三个因素中，杆长、杆径对孔隙率的影响较显著。