用于设计包括筋的片材部件的方法、系统和程序技术方案

本公开特别涉及一种用于设计包括筋的片材部件的方法、系统和程序。该方法包括提供表示该片材部件的CAD模型。CAD模型包括特征树。特征树具有一个或多个CAD参数，每个CAD参数具有初始值。该方法还包括提供由一个或多个使用和/或制造性能指标指定的筋优化程序。一个或多个使用和/或制造性能指标包括一个或多个目标函数和/或一个或多个约束。该方法还包括通过使用基于梯度的筋优化方法求解优化程序，来修改一个或多个CAD参数的初始值。该筋优化方法以一个或多个CAD参数作为自由变量。该筋优化方法使用灵敏度。每个灵敏度是相应性能指标相对于相应CAD参数的相应导数的近似值。相对于相应CAD参数的相应导数的近似值。相对于相应CAD参数的相应导数的近似值。

【技术实现步骤摘要】
用于设计包括筋的片材部件的方法、系统和程序


[0001]本公开涉及计算机程序和系统领域，更具体地，涉及一种用于设计包括筋(bead)的片材部件(sheet part)的方法、系统和程序。

技术介绍

[0002]市场上提供了用于对象设计、工程和制造的许多系统和程序。CAD是计算机辅助设计的英语首字母缩写，例如，它与用于设计对象的软件解决方案有关。CAE是计算机辅助工程的英语首字母缩写，例如，它与用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案有关。CAM是计算机辅助制造的英语首字母缩写，例如，它与用于定义制造过程和操作的软件解决方案有关。在这些计算机辅助设计系统中，图形用户界面在技术效率方面起着重要作用。这些技术(系统)可以嵌入到产品生命周期管理(PLM)系统中。PLM指的是一种商业战略，这种商业战略在扩展企业的概念下，帮助公司共享产品数据，应用通用流程，并利用企业知识来进行产品开发，从产品构思到产品生命周期结束。Dassault Syst
è
mes(达索系统，具有商标CATIA、ENOVIA，SIMULIA和DELMIA)提供的PLM解决方案提供了组织产品工程知识的工程中心、管理制造工程知识的制造中心和支持企业集成和连接到工程和制造中心的企业中心。总之，PLM系统提供了连接产品、流程和资源的开放对象模型，以实现动态的、基于知识的产品创建和决策支持，从而推动优化产品定义、制造准备、生产和服务。
[0003]在这种情况下，仍然需要一种改进的方法来设计包括筋的片材部件。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术提供了一种计算机实现的方法,用于设计包括筋的片材部件。该方法包括提供表示该片材部件的CAD模型。CAD模型包括特征树。特征树具有一个或多个CAD参数，每个CAD参数具有初始值。该方法还包括提供由一个或多个使用和/或制造性能指标指定的筋优化程序。一个或多个使用和/或制造性能指标包括一个或多个目标函数和/或一个或多个约束。该方法还包括通过使用基于梯度的筋优化方法求解优化程序，来修改一个或多个CAD参数的初始值。该筋优化方法以一个或多个CAD参数作为自由变量。该筋优化方法使用灵敏度。每个灵敏度是相应性能指标相对于相应CAD参数的相应导数的近似值。
[0005]该方法可包括以下一个或多个：
[0006]灵敏度由以下组成：
[0007]每一个相应性能指标相对于部件的壳体网格的筋图案节点位置的相应近似导数，
[0008]每一个节点位置相对于部件上的测地有符号距离场的相应近似导数，所述测地有符号距离场是节点到部件上的所述筋图案的测地有符号距离的分布，以及
[0009]每一个测地有符号距离场相对于部件的筋图案的CAD定义的相应CAD参数的相应近似导数；
[0010]节点位置对应于壳体网格的节点通过矢量场的平移，矢量场对应于所述节点的法线乘以筋标度，该筋标度取决于测地有符号距离场；
[0011]筋标度可以基于通过将映射到[0，1]的平滑可微函数的投影；
[0012]节点位置X(rm)由以下公式定义：
[0013][0014]其中GSDF是测地有符号距离场，rm是筋图案在壳体网格上的参数化，bh是筋的高度，bw是筋的宽度，h是将映射到[0，1]的平滑可微函数，X0表示壳体网格的节点的位置，以及n表示这些节点的法线。
[0015]h是平滑的Heaviside函数；
[0016]测地有符号距离场相对于相应CAD参数rm的每个相应的近似导数的类型为：
[0017][0018][0019]其中GSDFi是网格节点位置i的测地有符号距离场i，其中Ωparam是CAD参数的集合，以及其中hm＞0是小扰动。
[0020]每个灵敏度的类型为：
[0021][0022]其中GSDF
i
是网格节点位置i的有符号距离场，其中Ω
param
是CAD参数的集合，其中r
m
是相应的CAD参数，其中X
i
是网格节点位置i，其中KPI
n
是相应的性能指标，其中Ω
score
是性能指标的集合；
[0023]该方法包括：在求解筋优化程序之前，计算灵敏度；和/或
[0024]片材部件是有曲度的片材部件。
[0025]还提供了包括用于执行该方法的指令的计算机程序。
[0026]还提供了一种在其上存储了计算机程序的计算机可读存储介质。
[0027]还提供了一种包括耦合到存储器的处理器的系统，存储器上存储有计算机程序。
附图说明
[0028]现在将参照附图描述非限制性示例，其中：
[0029]图1至图21示出了该方法；以及
[0030]图22示出了该系统的示例。
具体实施方式
[0031]因此，本专利技术提供了一种计算机实现的方法,用于设计包括筋的片材部件。该方法包括提供表示该片材部件的CAD模型。CAD模型包括特征树。特征树具有一个或多个CAD参数，每个参数具有初始值。该方法还包括提供由一个或多个使用和/或制造性能指标指定的
筋优化程序。这一个或多个指标包括一个或多个目标函数和/或一个或多个约束。该方法还包括通过使用基于梯度的筋优化方法求解筋优化程序来修改一个或多个CAD参数的初始值。该优化方法以一个或多个CAD参数作为自由变量。该优化方法利用了灵敏度。每个灵敏度是相应性能指标关于相应CAD参数的相应导数的近似值。
[0032]这形成了一种用于设计包括筋的片材部件的改进方法。
[0033]值得注意的是，该方法优化所提供的CAD模型的一个或多个性能指标，所述一个或多个性能指标对应于包括筋的片材部件的一个或多个性能指标。该方法通过使用筋优化方法求解(solve)筋优化程序来实现这一点，该筋优化方法以CAD模型的CAD参数作为自由变量，并且因此作用于这些参数以进行优化，以找到或倾向于找到最优参数。因此，该方法直接优化CAD模型，该CAD模型包括了包括筋的片材部件的特征树表示(representation)。由此，该方法允许直接优化CAD参数，使得得到的优化模型就自动是筋图案的精确CAD表示。因此，不需要将优化的CAE模型重新解释回CAD，这种解释步骤可能是耗时且容易出错的手动步骤。此外，该方法使用的筋优化方法是基于梯度的筋优化方法，是有效的(就计算时间和CPU和/或存储器资源的使用而言)优化方法，允许处理许多变量(在这里，是指许多CAD参数)的优化。该方法能够使用这种有效的优化方法，是因为该方法使用灵敏度，灵敏度是性能指标关于CAD参数(即优化的自由变量)的导数的近似值。换句话说，该方法直接优化CAD模型，并利用基于梯度的筋优化，从而能以有效的方式进行优化。
[0034]因此，该方法将性能指标(也称为设计的关键性能指标(KPI)(例如，物理和/或几何目标和/或约束))与要优化的设计变量(即，CAD参数)联系起来。该方法允许针对与CAD软件中可得的任何可能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机实现的方法，用于设计包括筋的片材部件，所述方法包括：提供以下：表示所述片材部件的CAD模型，所述CAD模型包括特征树，所述特征树具有一个或多个CAD参数，每个CAD参数具有初始值，以及由一个或多个使用和/或制造性能指标指定的筋优化程序，所述一个或多个使用和/或制造性能指标包括一个或多个目标函数和/或一个或多个约束；以及通过使用基于梯度的筋优化方法求解所述筋优化程序，来修改所述一个或多个CAD参数的初始值，所述筋优化方法以所述一个或多个CAD参数作为自由变量，所述筋优化方法使用灵敏度，每个灵敏度是相应性能指标相对于相应CAD参数的相应导数的近似值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述灵敏度由以下组成：每一个相应性能指标相对于所述部件的壳体网格的筋图案节点位置的相应近似导数，每一个所述节点位置相对于所述部件上的测地有符号距离场的相应近似导数，所述测地有符号距离场是节点到所述部件上的所述筋图案的测地有符号距离的分布，以及每一个所述测地有符号距离场相对于所述部件的所述筋图案的CAD定义的相应CAD参数的相应近似导数。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述节点位置对应于所述壳体网格的节点通过矢量场的平移，所述矢量场对应于所述节点的法线乘以筋标度，所述筋标度取决于所述测地有符号距离场。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述筋标度基于通过将映射到[0，1]的平滑可微函数的投影。5.根据权利要求4所述的方法，其中，节点位置X(r
m
)由以下公式定义：其中GSDF是所述测地有符号距离场，r
m
是所述筋图案在所述壳体网格上的参数化，b
h
是所述筋的高度，b
...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：