一种多源异构力学仿真模型的参数化约束变体方法技术

本发明专利技术属于计算机辅助设计、计算机辅助工程软件开发领域，提出一种多源异构力学仿真模型的参数化约束变体方法。提取几何信息，获取力学仿真模型几何装配关系与设计约束，提取仿真模型几何信息空间坐标点并分级映射形成可变体的多级代理几何模型；提取多级代理几何模型空间坐标点信息形成适应径向基函数变体的约束变体模型；从几何信息中分级提取适应径向基函数变体的可编辑变量并进行参数化，构建参数化多级变体模板；变体后依照代理几何模型层级依次进行约束变体后处理，得到变体后的多级代理几何模型；通过映射关系，更新力学仿真模型中的相关几何信息，保证力学仿真模型拓扑信息与物理信息，实现力学仿真模型的参数化约束变体。变体。变体。

【技术实现步骤摘要】
一种多源异构力学仿真模型的参数化约束变体方法


[0001]本专利技术涉及计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)软件开发领域，尤其涉及一种多源异构力学仿真模型的参数化约束变体方法。

技术介绍

[0002]在飞机、汽车等复杂结构的设计中，需要在结构设计过程中反复进行结构模型的修改和仿真优化。而CAD系统提供的是实体，CAE系统提供的是抽象的离散模型，两者生成与使用上均存在本质不同，到目前为止尚无一种可以运行几何设计与仿真分析数据在时空域一致的方法。将CAD几何模型转化为力学仿真模型后，设计过程中的装配关系、设计约束、设计过程等信息都会丢失，导致力学仿真模型难以进行几何信息的修改编辑。为解决这一领域核心难题，需要只对CAD模型、传统有限元方法的力学仿真模型进行形状和尺寸的修改而保持修改前后模型的拓扑与物理约束不变。因此，需要一种能够处理多源异构力学仿真模型的方法，并能够对模型进行约束变体，保持变体前后的模型拓扑表达的一致性。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出了一种多源异构力学仿真模型的参数化约束变体方法。能够针对多源异构力学仿真模型数据表达不一致，力学仿真模型难以进行几何编辑，提取多源异构力学仿真模型中的几何信息，还原模型设计过程中的装配关系与设计约束，建立可以驱动力学仿真模型进行几何信息编辑的参数化多级变体模板，利用模板驱动仿真模型进行基于径向基函数的约束变体，同时在变体后保持模型的装配关系与设计约束，在保证力学仿真模型拓扑信息与物理信息不变的前提下，实现力学仿真模型的参数化约束变体。
[0004]为实现上述目的，本方法的主要思路流程为：提取仿真模型中几何信息，并结合行业知识、工程约束进行模型降维理解以获取力学仿真模型中的几何装配关系与设计约束，提取仿真模型几何信息中的空间坐标点，基于上述装配关系与设计约束，对空间坐标点进行分级映射形成可变体的多级代理几何模型；提取多级代理几何模型中的空间坐标点信息形成适应径向基函数变体的约束变体模型；从仿真模型的几何信息中分级提取适应径向基函数变体的可编辑变量，并对相关可编辑变量进行参数化，构建力学仿真模型的参数化多级变体模板，参数化修改变体模板来驱动变体模型进行基于径向基函数的约束变体；变体后依照代理几何模型层级依次进行约束变体后处理，保证代理几何模型中的装配关系与设计约束，得到变体后的多级代理几何模型；将变体后代理几何模型中的空间坐标点通过映射关系，更新力学仿真模型中的相关几何信息，在保证力学仿真模型拓扑信息与物理信息不变的前提下，实现力学仿真模型的参数化约束变体。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种多源异构力学仿真模型的参数化约束变体方法，步骤如下：
[0007]步骤1，提取生成多源异构力学仿真模型的几何信息，通过对几何信息进行模型理解，用于标记装配关系与设计约束信息；基于多源异构力学仿真模型的几何信息、装配关系
与设计约束信息构建统一数据架构的变体多级代理几何模型；
[0008]步骤(1.1)、提取多源异构力学仿真模型的几何信息，将仅包含几何信息的多源异构力学仿真模型拆分为若干个初始子模型，所有初始子模型构成初始模型组；
[0009]步骤(1.2)、对步骤(1.1)拆分的初始子模型，标记各初始子模型的装配关系与设计约束得到装配关系与设计约束信息，包括初始子模型自身的刚性约束信息、初始子模型之间的刚性约束信息与初始子模型间的模型层级信息；
[0010]步骤(1.3)、将步骤(1.2)得到的各子模型装配关系与设计约束信息写入到初始子模型中得到带有装配关系与设计约束信息标记的初始标记模型；
[0011]步骤(1.4)、对步骤(1.3)得到的初始标记模型进行信息提取，提取其中空间坐标点信息，包括空间点坐标数据与空间点在初始模型组中的编号数据；
[0012]步骤(1.5)、根据步骤(1.2)得到的装配关系与设计约束信息对步骤(1.4)得到的空间坐标点信息与其对应编号进行数据分层，得到统一数据架构的变体多级代理几何模型，每个变体多级代理几何模型中空间坐标点与其对应编号按照步骤(1.2)中的装配关系与设计约束信息分为多级结构与多种空间点数据类型；根据模型自身的空间点关联信息利用距离符号函数进行数据分层，将分层数据整理后构成变体代理模型组，代理模型内的空间坐标点可分为自身普通坐标点，自身刚性几何约束空间关联点，自身刚性几何约束空间定位点，与其他模型刚性几何约束空间关联点，与其他模型刚性几何约束空间定位点；
[0013]数据分层具体如下：第三级数据结构包括：坐标点标号数据、空间点坐标点数据、空间坐标点类型，第二级数据结构包括：模型分支编号，代表该分支在当前代理模型中的编号，与该分支模型连接的模型编号，模型分支内空间关联坐标点的变体结果参考基准，第一级数据结构包括：当前代理几何模型编号，与上级连接模型的编号，当前代理几何模型内的空间坐标点数量；
[0014]步骤2，将步骤1中得到的变体多级代理几何模型中的空间坐标点数据依照映射关系与分布形式生成能够满足径向基函数约束变体要求的可变体模型；
[0015]步骤(2.1)、将步骤(1.5)中得到的变体多级代理几何模型中的空间坐标点信息进行数据提取，保证提取的空间坐标点数据与步骤(1.5)中空间坐标点对应编号的一致性；
[0016]步骤(2.2)、将步骤(2.1)中提取得到的空间坐标点数据按照映射关系进行数据组合，生成约束变体模型，约束变体模型中包含步骤(2.1)得到的空间坐标点数据与其新的对应编号；
[0017]步骤3，通过模型理解获取多源异构力学仿真模型的几何参数化多级变体模板，通过修改参数化多级变体模板驱动约束变体模型进行基于径向基函数的约束变体；
[0018]步骤(3.1)、通过模型理解编辑与步骤(2.2)得到的约束变体模型相匹配的参数化多级变体模板，包括骨架曲线参数化变体模板和截面参数化变体模板；骨架曲线参数化变体模板能够反映步骤(1.1)中多源异构力学仿真模型的几何特征，包括骨架曲线的控制点与型值点信息；选择部分骨架曲线型值点，于型值点处建立骨架曲线的截平面，在截平面内提取若干平面坐标点反映多源异构力学仿真模型的截面轮廓特征，提取的平面坐标点组成模型的截面参数化变体模板；
[0019]步骤(3.2)、对步骤(3.1)中得到的骨架曲线参数化变体模板与截面参数化变体模板进行数据空间匹配，将截面参数化变体模板中平面坐标点通过坐标空间平移变换与空间
旋转变换转换成与骨架曲线型值点所在截平面对应的空间点坐标；
[0020]步骤(3.3)、对步骤(3.1)中得到的骨架曲线参数化变体模板中的控制点进行修改，其他数据根据控制点的变化进行修改得到变体骨架曲线参数化变体模板，对步骤(3.1)中得到的截面参数化变体模板中每个截平面的平面坐标点进行修改，得到变体截面参数化变体模板；
[0021]步骤(3.4)、对步骤(3.3)中得到的变体截面参数化变体模板中截平面的平面坐标点按照所述步骤(3.2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多源异构力学仿真模型的参数化约束变体方法，其特征在于，步骤如下：步骤1，提取生成多源异构力学仿真模型的几何信息，通过对几何信息进行模型理解，用于标记装配关系与设计约束信息；基于多源异构力学仿真模型的几何信息、装配关系与设计约束信息构建统一数据架构的变体多级代理几何模型；步骤(1.1)、提取多源异构力学仿真模型的几何信息，将仅包含几何信息的多源异构力学仿真模型拆分为若干个初始子模型，所有初始子模型构成初始模型组；步骤(1.2)、对步骤(1.1)拆分的初始子模型，标记各初始子模型的装配关系与设计约束得到装配关系与设计约束信息，包括初始子模型自身的刚性约束信息、初始子模型之间的刚性约束信息与初始子模型间的模型层级信息；步骤(1.3)、将步骤(1.2)得到的各子模型装配关系与设计约束信息写入到初始子模型中得到带有装配关系与设计约束信息标记的初始标记模型；步骤(1.4)、对步骤(1.3)得到的初始标记模型进行信息提取，提取其中空间坐标点信息，包括空间点坐标数据与空间点在初始模型组中的编号数据；步骤(1.5)、根据步骤(1.2)得到的装配关系与设计约束信息对步骤(1.4)得到的空间坐标点信息与其对应编号进行数据分层，得到统一数据架构的变体多级代理几何模型，每个变体多级代理几何模型中空间坐标点与其对应编号按照步骤(1.2)中的装配关系与设计约束信息分为多级结构与多种空间点数据类型；步骤2，将步骤1中得到的变体多级代理几何模型中的空间坐标点数据依照映射关系与分布形式生成能够满足径向基函数约束变体要求的可变体模型；步骤(2.1)、将步骤(1.5)中得到的变体多级代理几何模型中的空间坐标点信息进行数据提取，保证提取的空间坐标点数据与步骤(1.5)中空间坐标点对应编号一致性；步骤(2.2)、将步骤(2.1)中提取得到的空间坐标点数据按照映射关系进行数据组合，生成约束变体模型，约束变体模型中包含步骤(2.1)得到的空间坐标点数据与其新的对应编号；步骤3，通过模型理解获取多源异构力学仿真模型的几何参数化多级变体模板，通过修改参数化多级变体模板驱动约束变体模型进行基于径向基函数的约束变体；步骤(3.1)、通过模型理解编辑与步骤(2.2)得到的约束变体模型相匹配的参数化多级变体模板，包括骨架曲线参数化变体模板和截面参数化变体模板；骨架曲线参数化变体模板能够反映步骤(1.1)中多源异构力学仿真模型的几何特征，包括骨架曲线的控制点与型值点信息；选择部分骨架曲线型值点，于型值点处建立骨架曲线的截平面，在截平面内提取若干平面坐标点反映多源异构力学仿真模型的截面轮廓特征，提取的平面坐标点组成模型的截面参数化变体模板；步骤(3.2)、对步骤(3.1)中得到的骨架曲线参数化变体模板与截面参数化变体模板进行数据空间匹配，将截面参数化变体模板中平面坐标点通过坐标空间平移变换与空间旋转变换转换成与骨架曲线型值点所在截平面对应的空间点坐标；步骤(3.3)、对步骤(3.1)中得到的骨架曲线参数化变体模板中的控制点进行修改，其他数据根据控制点的变化进行修改得到变体骨架曲线参数化变体模板，对步骤(3.1)中得到的截面参数化变体模板中每个截平面的平面坐标点进行修改，得到变体截面参数化变体模板；
步骤(3.4)、对步骤(3.3)中得到的变体截面参数化变体模板中截平面的平面坐标点按照所述步骤(3.2)进行变换，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝军，吴极，魏思通，胡平，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：