计算机辅助设计对象的微观结构和对象边界的组合式表示制造技术

一种计算系统，其可以包括对象表示引擎和对象化身引擎。所述对象表示引擎可以被配置成将计算机辅助设计(CAD)模型中的CAD对象限定为对象边界和微观结构的组合，该对象边界包括封装CAD对象的边界面，该微观结构以过程化表示限定CAD对象的内部几何形状。所述过程化表示可以是CAD对象的内部几何形状的非化身形式的表示。所述对象化身引擎可以被配置成经由微观结构的过程化表示将CAD对象的内部几何形状化身为几何表示，以对CAD对象执行CAD操作。以对CAD对象执行CAD操作。以对CAD对象执行CAD操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】计算机辅助设计对象的微观结构和对象边界的组合式表示

技术介绍

[0001]计算机系统可用于创建、使用和管理用于产品和其它物品的数据。计算机系统的示例包括计算机辅助设计(computer
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aided design，CAD)系统(其可以包括计算机辅助工程(computer
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aided engineering，CAE)系统)、计算机辅助制造(computer
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aided manufacturing，CAM)系统、可视化系统、产品数据管理(product data management，PDM)系统、产品生命周期管理(product lifecycle management，PLM)系统等。这些系统可以包括有助于产品结构和产品制造的设计和模拟测试的部件。
附图说明
[0002]在以下详细描述中并参考附图来描述某些示例。
[0003]图1示出了支持CAD对象的微观结构和对象边界的组合式表示的计算系统的示例。
[0004]图2示出了由对象表示引擎实施的CAD对象的组合式表示的示例。
[0005]图3示出了由对象化身引擎实施的CAD对象的组合式表示的示例性化身。
[0006]图4示出了系统可以实施以支持CAD对象的微观结构和对象边界的组合式表示的逻辑的示例。
[0007]图5示出了支持CAD对象的微观结构和对象边界的组合式表示的计算系统的示例。
具体实施方式
[0008]CAD系统和应用可以支持各种形式的CAD对象的创建、设计、表示和使用。如本文所使用的，CAD对象可以包括在各种类型的设计、测试、仿真和制造系统或应用中使用的对象，包括CAE系统、CAM系统等的对象。由CAD应用使用的一种常见形式是三维(3D)边界表示(也称为B
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Rep)。B
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Rep可以通过诸如曲线、边缘、面、表面、网格等的一维(1D)或二维(2D)几何元素来限定CAD对象的对象边界。边界表示模型，就其性质而言，可能仅限于描述CAD对象的边界，例如，形成CAD对象的外部边界的几何形状。由边界表示包围的区域通常在分类上仅限于完全实体的或完全空虚的。
[0009]因此，CAD对象的B
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Rep限定在捕获CAD对象的复杂的内部几何形状方面将是不可行的或低效的。随着增材制造、3D打印、拓扑优化和其它3D技术变得越来越成熟，设计和制造具有几何上复杂的内部和外部结构的3D零件变得越来越可行。如本文所使用的，增材材料可以指CAD对象的内部组成，并且可以被构造为实体和空虚的复杂的相互结合，并且可以被经由B
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Rep或其它对象边界表示的实体材料层完全或部分地包围。当通过边界表示(例如，网格面)进行几何建模时，增材材料和其它复杂的3D几何形状可能需要由数百万(或更多)个几何元素组成，并且具有相当大的几何复杂性(例如，高亏格(genus)、高度弯曲的、可变的和不规则的)。增材材料并不是很好地适合于由标准B
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Rep形式表示。无论是用于对内部增材材料还是复杂外部几何形状进行建模，经由B
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Rep的复杂的3D几何形状的朴素实现(implementation)都可能产生处理数百万个或更多的网格元素所需的显著的性能和内存损失。
[0010]本公开可以提供用于CAD对象的微观结构和对象边界的组合式表示的系统、方法、设备和逻辑。如本文更详细描述的那样，组合式表示特征可以提供将CAD对象表示为或以其它方式限定为B
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Rep和过程化限定(例如，以编程方式限定的内部几何形状)两者的组合的能力。例如，本文描述的特征可以支持被嵌入为CAD对象的几何表示(例如，B
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Rep)的一部分的过程化限定(例如，以编程方式限定的内部几何形状)。通过将给定的CAD对象一起表示为B
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Rep几何形状和过程化限定的组合，本文描述的组合式表示特征可以提高构造、编辑、模拟和表示CAD对象的效率和有效性。与相同结构的朴素B
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Rep表示相比，这种组合式表示可以具有(可能显著地)更小的内存占用空间，这可以通过减少计算延迟和内存要求而产生益处。
[0011]在一些示例中，可以经由微观结构来提供3D几何形状的过程化限定。如本文所使用的那样，微观结构可以指由过程化地限定的CAD对象(或其一部分)的表示。微观结构可以包括在CAD对象的由对象边界所勾勒出的内部区域重复的内核，由此可以以编程的方式限定CAD对象的内部几何形状。在本文描述的一些实施方式中，微观结构可嵌入CAD对象的B
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Rep内部或以其它方式与CAD对象的B
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Rep组合，以形成CAD模型中的CAD对象的组合式表示。
[0012]所描述的组合式表示特征可以提供对象形状与内部结构之间的关联能力。对对象边界的编辑可以相应地更新过程化限定，反之亦然。而且，与材料相关的CAD操作可以经由嵌入在CAD对象中的过程化限定来将CAD对象的相应部分化身(incarnate)，可以根据给定CAD操作的需要来选择性地这样做。在这样做时，利用本文描述的组合式表示特征的CAD应用不需要始终将复杂的3D几何形状化身，而是可以特定地进行，以计算特定的与材料相关的CAD操作，例如用于3D打印准备的质量特性计算、渲染、分割、切片、其它布尔运算等。
[0013]因此，本文所呈现的组合式表示特征可增加CAD对象边界与内部几何结构之间的关联性并保留设计意图。基于与材料相关的CAD操作的几何形状化身可以降低集成到现有CAD系统中的成本，并且可以通过不需要对整个内部或外部3D几何形状进行化身来执行与材料相关或与材料不相关的CAD操作来提供效率益处。
[0014]本文将更详细地描述这些和其它的组合式表示特征和技术益处。
[0015]图1示出了计算系统100的示例，该计算系统100支持CAD对象的微观结构和对象边界的组合式表示。计算系统100可以采用单个或多个计算设备的形式，例如应用服务器、计算节点、台式机或膝上型计算机、智能电话或其它移动设备、平板设备、嵌入式控制器等。在一些实施方式中，计算系统100实施CAD系统、工具、应用或程序，以帮助用户设计、分析、仿真和制造产品和3D零件。
[0016]作为支持本文描述的组合式表示特征的任何组合的示例性实施方式，图1所示的计算系统100包括对象表示引擎110和对象化身引擎112。计算系统100可以以各种方式实施引擎108和引擎110(包括其部件)，例如实施为硬件和编程。针对引擎108和引擎110的编程可以采用存储在非瞬时性机器可读存储介质上的处理器可执行指令的形式，而针对引擎108和引擎110的硬件可以包括执行这些指令的处理器。处理器可以采用单处理器或多处理器系统的形式，并且在一些示例中，计算系统100使用同样的计算系统特征或硬件部件(例如，公共处理器或公共存储介质)来实施多个引擎。
[0017]在操作中，对象表示引擎1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：通过计算系统：将计算机辅助设计(CAD)模型中的CAD对象限定为以下项的组合：对象边界，其包括封装所述CAD对象的边界面；以及微观结构，其以过程化表示限定所述CAD对象的内部几何形状，其中所述过程化表示是所述CAD对象的所述内部几何形状的非化身形式的表示；以及经由所述微观结构的所述过程化表示，将所述CAD对象的所述内部几何形状化身为几何表示，以对所述CAD对象执行CAD操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微观结构的过程化表示包括过程化地限定的内核，所述内核在所述对象边界的内部重复，以限定所述CAD对象的内部几何形状。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述对象边界包括所述CAD对象的边界表示；以及其中，限定所述CAD对象包括：将所述微观结构的过程化表示嵌入到所述CAD对象的所述边界表示中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：对于CAD应用的几何建模器组件，将所述CAD对象表示为非流形对象；以及对于所述CAD应用的不同组件，通过将所述CAD对象表示为流形对象来掩蔽所述非流形对象。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，将所述内部几何形状化身包括：基于所述CAD操作将所述CAD对象的所述内部几何形状的选定部...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德，
申请(专利权)人：西门子工业软件有限公司，
类型：发明
国别省市：