本发明专利技术涉及产品制造技术领域，具体涉及空间几何体展开方法、装置及电子设备，所述方法包括获取目标空间几何体；在预设坐标系中对所述目标空间几何体进行网格划分，确定所述目标空间几何体的划分节点以及各个划分节点的坐标；基于所述各个划分节点的坐标以及预设位移加载方向，得到所述各个划分节点的位移加载大小；根据所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，以将各个划分节点移动至与预设位移加载方向对应的目标平面上。通过对各个划分节点施加节点位移来实现形状的展开，使得变形的计算过程收敛速度快，展开计算过程相当于工艺过程的仿真，展开结果更接近真实情况，具有一定的物理意义，展开后的体积基本不变。开后的体积基本不变。开后的体积基本不变。
【技术实现步骤摘要】
空间几何展开方法、装置及电子设备
[0001]本专利技术涉及产品制造
，具体涉及空间几何展开方法、装置及电子设备。
技术介绍
[0002]在机械领域，钣金件的加工需要将空间结构展开成平面结构，然后根据平面结构再通过外力作用下加工成空间结构。在加工过程中，金属材料会发生塑性变形，这种变形会影响到最终的形状。因此，在展平设计阶段就需要考虑材料性能对展平结果的影响。
[0003]在纺织预制体仿形制造领域，纤维增强预制体是通过纺织设备将纱线织造成平面状态的结构，然后将预制体放在模具内，通过复合工艺将预制体复合成最终的形状。对于空间曲面或者变厚度壳体结构，在织造之前必须展平，然后按照一定的网格密度进行每个网格点的厚度计算，厚度的大小确定了预制体纱线的层数和粗细等工艺参数设计。因此，对于预制体结构需要高精度的展平方法，以获取精确的厚度。
[0004]通常的展平方法包括空间几何拓扑方法和压缩变形方法，空间几何拓扑方法通过几何空间转换关系进行计算，不考虑物体的可变形性，展平误差较大，结果没有物理意义；压缩变形方法，采用有限元方法，将物体通过平板进行压缩，计算过程存在复杂的非线性接触问题，容易出现不收敛和厚度的变化。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种空间几何展开方法、装置及电子设备，以解决空间几何展平误差大、不收敛等问题。
[0006]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种空间几何展开方法，包括：
[0007]获取目标空间几何体；
[0008]在预设坐标系中对所述目标空间几何体进行网格划分，确定所述目标空间几何体的划分节点以及各个划分节点的坐标；
[0009]基于所述各个划分节点的坐标以及预设位移加载方向，得到所述各个划分节点的位移加载大小；
[0010]根据所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上，所述位移加载条件包括所述位移加载大小以及所述预设位移加载方向。
[0011]本专利技术实施例提供的空间几何体展开方法，通过利用各个划分节点的坐标以及预设位移加载方向得到各个划分节点的位移加载大小，以对目标空间几何体进行展开，即，通过对各个划分节点施加节点位移来实现形状的展开，使得变形的计算过程收敛速度快，展开计算过程相当于工艺过程的仿真，展开结果更接近真实情况，具有一定的物理意义，展开后的体积基本不变，形状更加合理。
[0012]结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述基于所述各个划分节点的坐标以及预设位移加载方向，得到所述各个划分节点的位移加载大小，包括：
[0013]获取所述预设位移加载方向，所述预设位移加载方向为预设坐标方向；
[0014]利用所述划分节点在所述预设坐标方向上的坐标与所述目标平面的坐标，确定所述各个划分节点的位移加载大小。
[0015]本专利技术实施例提供的空间几何体展开方法，将预设坐标方向作为预设位移加载方向，就可以直接利用划分节点在预设坐标方向上的坐标大小以及目标平面的坐标就可以确定出各个划分节点的位移加载大小，减少了数据处理量且使得目标空间几何体的展开形状更加合理。
[0016]结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述根据所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上，包括：
[0017]从所述各个划分节点中确定约束节点；
[0018]对所述约束节点设置与所述预设位移加载方向不同的两个方向的约束，以得到约束条件；
[0019]基于所述约束条件以及所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上。
[0020]本专利技术实施例提供的空间几何体展开方法，通过对约束节点施加与预设位移加载方向不同的两个方向的约束，使得结构不出现刚体位移，即约束另外两个方向主要目的是防止物体出现侧向移动，否则，物体可以在其他两个方向整体自由移动，位移可以无限大；通过约束使得该物体不存在刚体位移。
[0021]结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述基于所述约束条件以及所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，包括：
[0022]获取所述目标空间几何体的材料属性；
[0023]根据所述材料属性、所述约束条件以及所述各个划分节点的位移加载条件，进行有限元求解，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上。
[0024]本专利技术实施例提供的空间几何体展开方法，采用几何非线性有限元求解方法进行分部求解，对于简单结构，采用1个载荷步就可以完成计算，对于复杂结构，需要采用多个载荷步进行求解计算，最终使得划分节点全部移动到目标平面上。
[0025]结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述约束节点为两个坐标不重合且坐标之间的距离大于预设值的两个划分节点，所述预设位移加载方向为预设坐标方向，其中，所述对所述约束节点设置与所述预设位移加载方向不同的两个方向的约束，以得到约束条件，包括：
[0026]对第一约束节点设置第一约束条件，所述第一约束条件为与所述预设坐标方向垂直的两个坐标方向上的位移为零；
[0027]对第二约束节点设置第二约束条件，所述第二约束条件为与所述预设坐标方向垂直的一个坐标方向上的位移为零，以得到所述约束条件。
[0028]本专利技术实施例提供的空间几何体展开方法，将第一约束节点在另外两个方向的位移设置为零，第二约束节点在其中一个方向上的位移设置为零，可以简化数据处理的过程，提高展开效率。
[0029]结合第一方面，或第一方面第一实施方式至第四实施方式中任一项，在第一方面第五实施方式中，当所述目标空间几何体为空间曲面时，所述在预设坐标系中对所述目标空间几何体进行网格划分，确定所述目标空间几何体的划分节点以及各个划分节点的坐标，包括：
[0030]在预设坐标系中将所述目标空间几何体划分为二维网格；
[0031]将所有所述二维网格确定为所述目标空间几何体的划分节点，以得到所述各个划分节点的坐标。
[0032]本专利技术实施例提供的空间几何体展开方法，由于曲面是厚度较小且等厚度的壳体，因此可以忽略厚度，用厚度为零的曲面来表示，因此将其划分为二维网格，可以简化后续数据的处理。
[0033]结合第一方面，或第一方面第一实施方式至第四实施方式中任一项，在第一方面第六实施方式中，当所述目标空间几何体为变厚度几何体时，所述在预设坐标系中对所述目标空间几何体进行网格划分，确定所述目标空间几何体的划分节点以及各个划分节点的坐标，包括：
[0034]在预设坐标系中将所述目标空间几何体划分为三维网格；
[0035]将所述三维网格中满足预设条件的三维网格确定为所述目标空间几何体的划分节点，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空间几何展开方法，其特征在于，包括：获取目标空间几何体；在预设坐标系中对所述目标空间几何体进行网格划分，确定所述目标空间几何体的划分节点以及各个划分节点的坐标；基于所述各个划分节点的坐标以及预设位移加载方向，得到所述各个划分节点的位移加载大小；根据所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上，所述位移加载条件包括所述位移加载大小以及所述预设位移加载方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述各个划分节点的坐标以及预设位移加载方向，得到所述各个划分节点的位移加载大小，包括：获取所述预设位移加载方向，所述预设位移加载方向为预设坐标方向；利用所述划分节点在所述预设坐标方向上的坐标与所述目标平面的坐标，确定所述各个划分节点的位移加载大小。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标平面上的各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上，包括：从所述各个划分节点中确定约束节点；对所述约束节点设置与所述预设位移加载方向不同的两个方向的约束，以得到约束条件；基于所述约束条件以及所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述约束条件以及所述各个划分节点的位移加载条件，确定所述目标空间几何体的展开结果，包括：获取所述目标空间几何体的材料属性；根据所述材料属性、所述约束条件以及所述各个划分节点的位移加载条件，进行有限元求解，以将所述各个划分节点移动至与所述预设位移加载方向对应的目标平面上。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述约束节点为两个坐标不重合且坐标之间的距离大于预设值的两个划分节点，所述预设位移加载方向为预设坐标方向，其中，所述对所述约束节点设置与所述预设位移加载方向不同的两个方向的约束，以得到约束条件，包括：对第一约束节点设置第一约束条件，所述第一约束条件为与所述预设坐标方向垂直的两个坐标方向上的位移为零；对第二约束节点设置第二约束条件，所述第二约束条件为与所述预设坐标方向垂直的一个坐标方向上的位移为零，以得到所述约束条件。6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙方方，闫继峰，顾利俊，周海丽，李超，张立泉，赵谦，
申请(专利权)人：中材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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