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龙图腾网获悉苏州德施普职业防护装备有限公司申请的专利基于分形几何模型的头盔内部结构设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119720788B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411881132.X，技术领域涉及：G06F30/27；该发明授权基于分形几何模型的头盔内部结构设计方法是由朱国华设计研发完成，并于2024-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于分形几何模型的头盔内部结构设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于分形几何模型的头盔内部结构设计方法，S1、构建初始分形几何模型；S2、定义多目标优化函数；S3、基于分形几何模型和多目标优化函数进行材料分布的初步规划，生成头盔吸能结构初始设计方案；S4、得到头盔吸能结构最终设计方案；S5、对头盔吸能结构最终设计方案进行仿真验证；S6、根据仿真结果调整分形几何模型及材料布局方案，包括优化分形维数、几何单元尺寸及孔隙率参数，形成符合优化目标的头盔吸能结构实际设计方案。本发明有效解决了现有头盔设计中防护性能、轻量化和透气性之间的矛盾，在头盔设计领域具有重要的技术价值和应用前景。

本发明授权基于分形几何模型的头盔内部结构设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分形几何模型的头盔内部结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、构建初始分形几何模型，选择Menger海绵作为头盔内部吸能结构的基本分形几何形态，依据目标防护需求设定分形几何模型的初始参数，并生成具有自相似性和多层次特性的三维几何模型； S2、基于初始分形几何模型确定头盔内部结构设计的性能优化目标，从吸能性能、结构重量和透气性能需求出发定义多目标优化函数； S3、基于分形几何模型和多目标优化函数进行材料分布的初步规划，将分形几何的几何单元与缓冲材料特性相结合生成初步材料布局，材料布局根据几何单元的密度和孔隙率进行配置，生成头盔吸能结构初始设计方案； S4、利用深度蚁群算法对头盔吸能结构初始设计方案进行优化，得到头盔吸能结构最终设计方案； S5、对头盔吸能结构最终设计方案进行仿真验证，采用有限元仿真工具对不同冲击方向的吸能性能进行模拟，验证头盔吸能结构最终设计方案的多层次冲击能量分散效果以及材料分布对头盔重量和透气性的优化作用； S6、根据仿真结果调整分形几何模型及材料布局方案，包括优化分形维数、几何单元尺寸及孔隙率参数，形成符合优化目标的头盔吸能结构实际设计方案； 所述S1包括以下内容： S11、选择Menger海绵作为头盔内部吸能结构的基本分形几何形态，根据头盔的防护性能需求，设定分形几何模型的基本形态，Menger海绵的几何形态具有基本立方体单元，通过分形迭代生成多层次结构，多层次结构自相似性使冲击能量沿多层次结构逐级分散； S12、设定分形几何模型的初始参数，包括分形维数Df、几何单元尺寸L0和迭代次数N： 分形维数Df表示几何模型的复杂程度，分形维数依据头盔的吸能需求进行设定，分形维数越高分形几何模型的能量分散能力越强； 几何单元尺寸L0为基本立方体单元的边长，依据头盔内部空间限制和材料分布精度进行设定； 迭代次数N决定分形几何形态的层次数量，依据材料分布要求和能量吸收能力优化设定，N的取值范围为1至5； S13、利用递归生成三维Menger海绵模型： 其中，Sn表示第n次迭代后的分形几何模型，fiSn为第i个映射函数，通过对分形几何模型Sn的缩放和位移实现几何单元的复制与排列，初始状态S0为基本立方体单元，大小为 S14、在每次迭代中，根据缩放和位移规则调整分形几何模型几何单元的位置和尺寸： 其中，x,y,z为初始立方体的坐标，ai,bi,ci分别为第i个缩放单元在三个方向上的偏移量，偏移量取值范围为{-1,0,1}，满足Menger海绵的排布规则； S15、在完成N次迭代后生成具有多层次特性的三维Menger海绵分形几何模型，其中每一层次的几何单元按递归公式排布，三维Menger海绵分形几何模型的体积与表面积比满足以下关系： 其中，VN表示三维Menger海绵分形几何模型在第N次迭代后的总体积，AN表示三维Menger海绵分形几何模型在第N次迭代后的表面积。

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