数字模型的气密性检测方法及系统技术方案

一种数字模型的气密性检测方法及系统，包括：包围盒设置模块、网格划分模块、孔洞识别模块以及路径识别模块，其中：包围盒设置模块与网格划分模块及路径识别模块相连并分别向其传输外部边界和计算域信息信息，网格划分模块与孔洞间隙识别模块及路径识别模块相连并分别传输网格划分结果信息，孔洞识别模块与路径识别模块相联并向其传输孔洞识别结果。本发明专利技术通过对产品数字模型的计算解析，快速高效全面的识别出数字模型的孔洞间隙。本发明专利技术支持连续三角面片的STL或FBX格式的三维数字模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种计算机辅助设计领域的技术，具体是一种三维或二维数字模型的气密性检测方法及系统。
技术介绍
以汽车为例，复杂设备的气密性主要由设计缺陷和制造公差等原因引起。在现实的研发与生产实践中，由于设备的复杂性，如汽车车身由上千个零部件组成。开发人员设计的数字模型中，组件之间配合常出现孔洞间隙等设计缺陷，这些设计缺陷在相当大程度上会导致未来生产中真实产品的气密性缺陷。而气密性缺陷不仅导致产品的漏水漏气，更会导致噪声、空调泄漏、设备腐蚀以及耐久性等缺陷。在物理样机制造完成之后再通过物理方法进行检测(如烟雾试验)，则后期整改费用旁大。且在多数情况下，因为复杂设备产品零件间的关联性极强，多数设计结果在研发后期无法更改。被动的补救方式就是涂胶。然而涂胶不仅不环保，质量耐久性差，而且成本高昂。例如汽车研发生产实践中，当有30条产品间隙需要通过涂胶进行封堵。每条缝隙的物料成本超过5元，人工成本也多于5元，则30条缝隙涂胶成本超过300元。单一车型的总产量一般达到30-100万辆。因此，即便忽略相关涂胶设备及管理成本，物料和人工成本将在9000万-3亿以上。故而产品设计初期孔洞间隙的检查显得非常重要。目前，对于产品设计的孔洞间隙检查以人工检查为主。而人工检查不仅效率低。同时由于设备的结构复杂性，泄漏往往是在多层零部件“穿梭”，人工检查时孔洞间隙等设计缺陷的检出率极低。以汽车产品为例，人工检出率仅30％左右。为了提高产品的设计质量，高效全面的对三维设计数字模型进行孔洞间隙的检查，现阶段急需一种数字模型孔洞间隙的检测方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种数字模型的气密性检测方法及系统，通过对产品数字模型的计算解析，快速高效全面的识别出数字模型的孔洞间隙。本专利技术支持连续三角面片的STL或FBX格式的三维数字模型。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术涉及一种数字模型的气密性检测方法，包括以下步骤：第1步，生成完整包覆数字模型的包围盒：计算二维数字模型的长、宽或三维数字模型的长、宽和高，取其中最大值生成一个二维或三维的网格，即包围盒，该包围盒能够将整个数字模型包裹于其中，且设置包围盒的中心点为数字模型的几何中心点，手动指定位于数字模型内的一点为起始点。第2步，将二维的包围盒平均切分为四个二维的子网格或将三维的包围盒平均切分为八个三维的子网格。第3步，将所有新切分出的网格分成两类，即当该网格不与二维的数字模型的图形边界相交或不与三维的数字模型内的任意一个三角面相交，则标记为空网格(此时不能判别是图形内还是图形外)，且不再切分；否则标记为墙网格并能够进行下一次切分。第4步，从起始点开始搜索并标记与含有起始点的子网格相邻的网格为数字模型的内空网格。所述的相邻，包括顶点相邻、边相邻或面相邻，其中：所述的顶点相邻是指：两个网格之间存在一个顶点相邻，两个顶点xyz三个方向坐标值分别相等。所述的边相邻是指：两个网格之间存在一条边相邻，即xyz三个坐标中有两个是定值，另一个有起始值和终值。所述的面相邻是指：两个网格之间存在一个面相邻，即所有网格均沿坐标轴方向切分，故任何网格的面有一个坐标方向值为常值。第5步，从含有起始点的子网格开始，沿数字模型内的空网格的六个面、八个顶点及十二条棱边进行遍历寻路：当寻路的过程中某个内空网格与包围盒的边界或外表面或外空网格相邻，则标记该内空网格为孔洞间隙位置，同时标记该内空网格为墙网格，且在遍历过程中不再通过该墙网格。第6步，重复第5步，直至遍历完所有网格，计算并保存内空网格的最短路径。第7步，以包围盒的边界或外表面为起点向内遍历，搜索与边界或外表面相邻的网格，并将其标记为外空网格后继续搜索，直至搜索步数达到预设步数时结束，否则返回第2步对子网格进行切分，并继续第3～7步。本专利技术涉及一种实现上述方法的系统，包括：包围盒设置模块、网格划分模块、孔洞识别模块以及路径识别模块，其中：包围盒设置模块与网格划分模块及路径识别模块相连并分别向其传输外部边界和计算域信息信息，网格划分模块与孔洞间隙识别模块及路径识别模块相连并分别传输网格划分结果信息，孔洞识别模块与路径识别模块相联并向其传输孔洞识别结果。技术效果与现有技术相比，本专利技术用八分法对空间进行划分，使得越接近数字模型(车体)的网格越小，而在远离车体的网格越大。因为孔洞间隙在数字模型(车体上)而不在车体空间。目前工程分析软件之所以难以识别孔洞间隙，最主要的原因是因为网格如果划分得太小则会使网格数成几何数量增长。进而使计算量无限大，使计算机无法计算。例如一个汽车的长宽高分别在4m·2m·1.5m＝12m3左右。当将其划分成边长1mm的网格，那么数量为120亿个。如此数量的网格，几乎没有计算机可以计算。然而当依本专利技术的方法编成程序进行实际检测时，同样切分最小网格1mm时，网格数量仅6000万左右。相比于国外同类产品，本专利技术的计算速度要快200倍，即我们整车计算只需要10分种左右，而国外同类软件只能将车体分成4份分别计算且需要一周左右时间。附图说明图1为本专利技术系统示意图；图2为系统中的各个模块示意图；图中，a为包围盒设置模块单元示意图；b为网格划分模块单元示意图；c为孔洞识别模块单元示意图；d为路径识别模块单元示意图；图3为本专利技术方法流程图；图4为本专利技术网格划分示意图；图中：a为八分法示意图；b为孔洞识别过程示意图；c为模型遍历过程示意图；图5为图4c局部放大示意图；图6为本专利技术泄漏路径识别示意图；图7为本专利技术三维网格划分示意图；图中a为待检测三维数字模型，b为三维网格切分示意图，c为泄漏路径识别示意图，d为泄漏路径放大图；图8为实施例汽车数字模型泄漏示意图。具体实施方式实施例1如图1所示，本实施例涉及一种数字模型孔洞间隙检测系统，包括：包围盒设置模块、网格划分模块、孔洞识别模块以及路径识别模块，其中：包围盒设置模块与网格划分模块、孔洞识别模块及路径识别模块相连并分别向其传输起始点信息和外部边界信息。网格划分模块与孔洞间隙识别模块及路径识别模块相连并分别传输网格划分结果信息。孔洞识别模块与路径识别模块相联并向其传输孔洞识别结果信息。如图2a所示，所述的包围盒设置模块包括：数字模型测量单元、包围盒自动生成单元和起始点手动设置单元。其中：数字模型测量单元与包围盒自动生成单元相连并向其传输数字模型x、y、z方向的坐标极值信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字模型的气密性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：第1步，生成完整包覆数字模型的包围盒，手动指定位于数字模型内的一点为起始点。第2步，将二维的包围盒平均切分为四个二维的子网格或将三维的包围盒平均切分为八个三维子网格；第3步，将所有新切分出的网格分成两类，即当该网格不与二维的数字模型的图形边界相交或不与三维的数字模型内的任意一个三角面相交，则标记为空网格且不再切分；否则标记为墙网格并能够进行下一次切分；第4步，从起始点开始搜索并标记与含有起始点的子网格相邻的网格为数字模型的内空网格；第5步，从含有起始点的子网格开始，沿数字模型内的空网格的六个面、八个顶点及十二条棱边进行遍历寻路：当寻路的过程中某个内空网格与包围盒的边界或外表面或外空网格相邻，则标记该内空网格为孔洞间隙位置，同时标记该内空网格为墙网格，且在遍历过程中不再通过该墙网格；第6步，重复第5步，直至遍历完所有网格，计算并保存内空网格的最短路径；第7步，以包围盒的边界或外表面为起点向内遍历，搜索与边界或外表面相邻的网格，并将其标记为外空网格后继续搜索，直至搜索步数达到预设步数时结束，否则返回第2步对子网格进行切分，并继续第3～7步。...

【技术特征摘要】
1.一种数字模型的气密性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
第1步，生成完整包覆数字模型的包围盒，手动指定位于数字模型内的一点为起始点。
第2步，将二维的包围盒平均切分为四个二维的子网格或将三维的包围盒平均切分为八个
三维子网格；
第3步，将所有新切分出的网格分成两类，即当该网格不与二维的数字模型的图形边界相
交或不与三维的数字模型内的任意一个三角面相交，则标记为空网格且不再切分；否则标记为
墙网格并能够进行下一次切分；
第4步，从起始点开始搜索并标记与含有起始点的子网格相邻的网格为数字模型的内空网
格；
第5步，从含有起始点的子网格开始，沿数字模型内的空网格的六个面、八个顶点及十二
条棱边进行遍历寻路：当寻路的过程中某个内空网格与包围盒的边界或外表面或外空网格相邻，
则标记该内空网格为孔洞间隙位置，同时标记该内空网格为墙网格，且在遍历过程中不再通过
该墙网格；
第6步，重复第5步，直至遍历完所有网格，计算并保存内空网格的最短路径；
第7步，以包围盒的边界或外表面为起点向内遍历，搜索与边界或外表面相邻的网格，并
将其标记为外空网格后继续搜索，直至搜索步数达到预设步数时结束，否则返回第2步对子网
格进行切分，并继续第3～7步。
2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘滨，郝雷，
申请(专利权)人：上海索塔流体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31