基于有限元分析的模型简化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供基于有限元分析的模型简化方法和装置，其中，包括如下步骤：收集步骤，收集几何模型的第一类型特征，其中所述第一类型特征包括具有平面或曲面的块及其孔洞和曲面、圆柱体、凸起、开槽、凹槽；初始化步骤，将所述第一类型特征分解为第二类型特征，其中，所述第二类型特征包括复数个面；读取关联步骤，读取所述第一类型特征，关联所述第一类型特征和第二类型特征的数据，并判断出需要删除的第二类型特征数据；简化步骤，删除所述需要删除的第二类型特征数据。本发明专利技术通过将不同类型的数据进行关联，既易于在几何模型中找到需要进行模型简化的区域，又方便执行模型简化。

Model simplification method and device based on finite element analysis

The present invention provides a model simplification method and apparatus based on finite element analysis, comprising the following steps: a collection step to collect a first type feature of a geometric model, wherein the first type feature includes a block having a plane or a curved surface and its holes and surfaces, a cylinder, a protrusion, a groove, and a groove initialization step; The first type feature is decomposed into a second type feature, wherein the second type feature includes a plurality of faces, the association step is read, the first type feature is read, the data of the first type feature and the second type feature is associated, and the second type feature data to be deleted is determined. Delete the second types of characteristic data that need to be deleted. By associating different types of data, the invention is easy to find the region which needs to be simplified in the geometric model, and convenient to carry out the simplification of the model.

【技术实现步骤摘要】
基于有限元分析的模型简化方法和装置
本专利技术涉及有限元分析，尤其涉及一种基于有限元分析的模型简化的方法和装置。
技术介绍
有限元分析(FEA，FiniteElementAnalysis)利用数学近似的方法对真实物理模型进行模拟，其利用简单而又相互作用的元素(Element)实现用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实模型。三维计算机辅助设计(CAD)几何数据(3DComputerAidedDesigngeometricdata)和计算性能(computationalperformance)中会利用基于物理的仿真技术(Physics-basedsimulation)。在三维数据中的小几何特征(geometryfeatures)会扩大离散元素(discreteelements)的数量。而在执行有限元分析以前需要减少元素数量并改善结果，因此在分析中需要对设计者设计的几何模型进行手动简化。在模型简化过程中，由于由许多主体(body)和面(Face)组合而成几何模型结构非常复杂，因此不仅定义几何模型的哪些区域需要被简化通常非常困难，找出所有需要进行模型简化的区域也不易。并且，几何模型的元素之间具有许多有机的关联和规则，删除或者抑制其中一个元素会导致整个几何结构的崩溃，这是因为被删除的元素会被很多其他元素引用并作为基础。此外，几何模型通常是设计者设计的，而在进行有限元分析以前的模型简化工作则是分析人员进行的。因此，分析人员在进行模型简化时并不十分了解设计者是如何设计这个几何模型的，也并不具备任何建模经验，因此模型简化需要耗费分析人员许多时间。
技术实现思路
本专利技术第一方面提供了基于有限元分析的模型简化方法，其中，包括如下步骤：收集步骤，收集几何模型的第一类型特征，其中所述第一类型特征包括具有平面或曲面的块及其孔洞和曲面、圆柱体、凸起、开槽、凹槽；初始化步骤，将所述第一类型特征分解为第二类型特征，其中，所述第二类型特征包括复数个面；读取关联步骤，读取所述第一类型特征，关联所述第一类型特征和第二类型特征的数据，并判断出需要删除的第二类型特征数据；简化步骤，删除所述需要删除的第二类型特征数据。本专利技术通过将不同类型的数据进行关联，既易于在几何模型中找到需要进行模型简化的区域，又方便执行模型简化。进一步地，所述读取关联步骤还包括如下步骤：对所述第一类型特征的数据进行分类；标记出需要删除的第二类型数据特征。进一步地，所述读取关联步骤还包括如下步骤：对所述第一类型特征的数据进行分类，所述分类包括：-草图；-设计特征及其阵列特征；-阵列特征；-布尔特征；-自由面。进一步地，所述第一类型特征为基于构造实体几何技术的数据特征，所述第二类型的数据为基于边界表示几何技术的数据特征。进一步地，所述初始化步骤还包括如下步骤：将所述第一类型特征的块的复数个平面或曲面分解为所述第二类型特征的复数个面。进一步地，所述初始化步骤还包括如下步骤：将所述第一类型特征的块的一个孔洞分解为所述第二类型特征的两个面。本专利技术第二方面提供了基于有限元分析的模型简化装置，其中，包括：收集装置，其用于收集几何模型的第一类型特征，其中所述第一类型特征包括具有平面或曲面的块及其孔洞和曲面、圆柱体、凸起、开槽、凹槽；初始化装置，其用于将所述第一类型特征分解为第二类型特征，其中，所述第二类型特征包括复数个面；读取关联装置，其用于读取所述第一类型特征，关联所述第一类型特征和第二类型特征的数据，并判断出需要删除的第二类型特征数据；简化装置，其用于删除所述需要删除的第二类型特征数据。本专利技术通过将不同类型的数据进行关联，既易于在几何模型中找到需要进行模型简化的区域，又方便执行模型简化。进一步地，所述读取关联装置还用于：对所述第一类型特征的数据进行分类；标记出需要删除的第二类型数据特征。进一步地，所述读取关联装置还用于：对所述第一类型特征的数据进行分类，其中，所述分类包括：-略图；-设计特征及其阵列特征；-阵列特征；-布尔特征；-自由面。进一步地，所述第一类型特征为基于构造实体几何技术的数据特征，所述第二类型的数据为基于边界表示几何技术的数据特征。进一步地，所述初始化装置还用于：将所述第一类型特征的块的复数个平面或曲面分解为所述第二类型特征的复数个面。进一步地，所述初始化装置还用于：将所述第一类型特征的块的一个孔洞分解为所述第二类型特征的两个面。附图说明图1是根据本专利技术的一个具体实施例的有限元分析的模型简化方法的步骤流程图；图2是根据本专利技术的一个具体实施例的有限元分析的模型简化的构造实体几何的数据及其特征的示意图；图3是根据本专利技术的一个具体实施例的阵列特征简化示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行说明。本专利技术提供的有限元分析的模型简化方法通过将不同类型的数据进行关联，既易于在几何模型中找到需要进行模型简化的区域，又方便执行模型简化。图1是根据本专利技术的一个具体实施例的有限元分析的模型简化方法的步骤流程图，本专利技术第一方面提供了一种模型简化的方法，其中，包括如下步骤：首先执行收集步骤S1，收集几何模型的第一类型特征，其中所述第一类型特征包括具有平面或曲面的块及其孔洞和曲面、圆柱体、凸起、开槽、凹槽。其中，几何模型是设计者在建模过程中创建的几何模型。如图1所示，几何模型M1、M2、M3都是一个块(block)，其中，几何模型M3还包括一个第一孔洞H1。因此，当模型为M1时，收集的第一类型特征就是M1。当模型为M2时，收集的第一特征类型就是M1及其圆角。当模型为M3时，收集的第一类型特征就是M3及其孔洞H1。然后执行初始化步骤S2，将所述第一类型特征分解为第二类型特征，其中，所述第二类型特征包括复数个面。如图2所示，几何模型M1其是一个长方体，具有六个平面，分别为第一平面F1、第二平面F2、第三平面F3、第四平面F4、第五平面F5和第六平面F6。由于第二类型特征包括复数个面，因此，将几何模型M1的第一特征类型分解成第二类型特征，其第二特征为第一平面F1、第二平面F2、第三平面F3、第四平面F4、第五平面F5和第六平面F6。几何模型M2也是一个块(block)，其具有六个平面和一个曲面，包括第一平面F1、第二平面F2、第三平面F3、第四平面F4、第五平面F5、第六平面F6和第一曲面F7，因此将几何模型M2的第一特征类型分解成第二类型特征，其第二类型特征包括第一平面F1、第二平面F2、第三平面F3、第四平面F4、第五平面F5、第六平面F6和第一曲面F7。其中，几何模型M3也是一个块(block)，其除了六个平面和一个曲面还包括一个孔洞H1，因此初始化步骤S2还包括如下步骤：将所述第一类型特征的块的复数个平面或曲面分解为所述第二类型特征的复数个面。因此，如图1所示，将几何模型M3的第一特征类型分解成第二类型特征，其第二特征为：第一平面F1、第二平面F2、第三平面F3、第四平面F4、第五平面F5、第六平面F6和第一曲面F7和第一孔洞H1。进一步地，所述初始化步骤S2还包括如下步骤：将所述第一类型特征的块的一个孔洞分解为所述第二类型特征的两个面。如图2所示，几何模型M3中的孔洞H1因此，图2所示的几何模型M1、M2和M3及其第一特征和第二特征的对应关系如下表1所示。表1几何本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于有限元分析的模型简化方法，其中，包括如下步骤：收集步骤，收集几何模型的第一类型特征，其中所述第一类型特征包括具有平面或曲面的块及其孔洞和曲面、圆柱体、凸起、开槽、凹槽；初始化步骤，将所述第一类型特征分解为第二类型特征，其中，所述第二类型特征包括复数个面；读取关联步骤，读取所述第一类型特征，关联所述第一类型特征和第二类型特征的数据，并判断出需要删除的第二类型特征数据；简化步骤，删除所述需要删除的第二类型特征数据。

【技术特征摘要】
1.基于有限元分析的模型简化方法，其中，包括如下步骤：收集步骤，收集几何模型的第一类型特征，其中所述第一类型特征包括具有平面或曲面的块及其孔洞和曲面、圆柱体、凸起、开槽、凹槽；初始化步骤，将所述第一类型特征分解为第二类型特征，其中，所述第二类型特征包括复数个面；读取关联步骤，读取所述第一类型特征，关联所述第一类型特征和第二类型特征的数据，并判断出需要删除的第二类型特征数据；简化步骤，删除所述需要删除的第二类型特征数据。2.根据权利要求1所述的基于有限元分析的模型简化方法，其特征在于，所述读取关联步骤还包括如下步骤：对所述第一类型特征的数据进行分类；标记出需要删除的第二类型数据特征。3.根据权利要求1所述的基于有限元分析的模型简化方法，其特征在于，所述读取关联步骤还包括如下步骤：对所述第一类型特征的数据进行分类，所述分类包括：-草图；-设计特征及其阵列特征；-阵列特征；-布尔特征；-自由面。4.根据权利要求1所述的基于有限元分析的模型简化方法，其特征在于，所述第一类型特征为基于构造实体几何技术的数据特征，所述第二类型的数据为基于边界表示几何技术的数据特征。5.根据权利要求1所述的基于有限元分析的模型简化方法，其特征在于，所述初始化步骤还包括如下步骤：将所述第一类型特征的块的复数个平面或曲面分解为所述第二类型特征的复数个面。6.根据权利要求1所述的基于有限元分析的模型简化方法，其特征在于，所述初始化步骤还包括如下步骤：将所述第一类型特征的块的一个孔洞分解为所述第二类型特征的两个面...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞翔，郑杰，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE