对3DCAD模型的划分制造技术

本公开特别涉及用于划分机械部件的计算机辅助设计3D模型的计算机实现的方法。所述方法包括提供CAD 3D模型的体积B

【技术实现步骤摘要】
对3D CAD模型的划分


[0001]本公开涉及计算机程序和系统的领域，并且更具体而言涉及用于处理机械部件的计算机辅助设计(CAD)3D模型的方法、系统和程序。

技术介绍

[0002]市场上提供了用于对象的设计、工程和制造的许多系统和程序。CAD是计算机辅助设计(Computer
‑
Aided Design)的缩写，例如，其涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程(Computer
‑
Aided Engineering)的缩写，例如，其涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制造(Computer
‑
Aided Manufacturing)的缩写，例如，其涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这样的计算机辅助设计系统中，图形用户界面在技术的效率方面起着重要作用。这些技术可以被嵌入在产品生命周期管理(PLM)系统内。PLM指代跨扩展企业的概念来帮助公司共享产品数据、应用公共工艺、并且将企业知识用于从概念到其寿命结束的产品开发的商业策略。由Dassault Syst
è
mes(以商标CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供的PLM解决方案提供了组织产品工程知识的Engineering Hub、管理制造工程知识的Manufacturing Hub、以及使得企业能够集成并且连接到Engineering Hub和Manufacturing Hub两者中的Enterprise Hub。所述系统总体一起提供了一种将产品、工艺、资源链接在一起的开放对象模型，以实现动态的、基于知识的产品创建和决策支持，其推动了经优化的产品定义、制造准备、生产和服务。
[0003]六面体网格生成由变形的立方体(六面体)组成的网格。六面体网格常常被用于模拟一些物理效果(变形力学、流体动力学等)，因为其在用于基于这样的模拟的设计和工程的系统和程序的背景下显著改善了速度和准确度两者。例如，在Ray等人在hal
‑
01551603，2017上的“Hexahedral Meshing:Mind the Gap！”中讨论了为了模拟一些物理效果而使用六面体网格的优点。
[0004]然而，在已知的现有技术中，为了获得六面体网格，设计者手动地划分其3D体积部件。手动划分旨在将3D体积部件分解为一组扫掠体积(swept volumes)(也被称为可扫掠区域)。然后，网格化工具使用每个区域的可扫掠性为每个区域创建3D六面体网格。手动划分不仅是一项繁琐的任务，而且也取决于设计者的专业知识，例如设计者的分析；因此，手动划分的结果是不确定的。
[0005]在此背景下，仍然需要一种用于划分部件(例如，机械部件)的计算机辅助设计3D模型的经改进的方法。

技术实现思路

[0006]因此，提供了一种用于划分机械部件的计算机辅助设计(CAD)3D模型的计算机实现的方法，所述方法包括提供CAD 3D模型的体积B
‑
Rep；检测所述体积B
‑
Rep的一个或多个条带(ribbon)，每个条带包括所述体积B
‑
Rep的一个或多个连接面，并且在被展开时与矩形同胚(homeomorphic)；基于与一个或多个检测到的条带中的每个条带相关联的一个或多个
几何标准来对所述一个或多个检测到的条带进行排序；以及依次选择经排序的一个或多个检测到的条带中的每个条带，所述选择是在所述排序之后进行的。所述方法还包括，杜宇每个所选择的条带，使用与所选择的条带的几何标准相关联的分割方法来划分CAD 3D模型的所述体积B
‑
Rep，由此获得两个或更多个划分部；并且对于每个所获得的划分部，确定所述划分部是否表示可扫掠体积。
[0007]所述方法可以包括以下中的一项或多项：
[0008]‑
与所述一个或多个检测到的条带中的每个条带相关联的所述一个或多个几何标准选自：所检测到的条带是凹陷，所检测到的条带是凸起，所检测到的条带是闭合的，和/或所检测到的条带具有旋转；
[0009]‑
基于一个或多个几何标准对所述一个或多个检测到的条带进行所述排序包括按以下排序顺序对所检测到的条带进行排序：所检测到的条带是闭合的并且是凸起的，所检测到的条带是闭合的并且是凹陷的，所检测到的条带是凸起的、所检测到的条带是凹陷的；以及所检测到的条带是旋转的；
[0010]‑
对于根据a)或c)而排序的每个检测到的条带，使用分割方法划分CAD 3D模型的所述体积B
‑
Rep包括：通过以下操作使所述体积B
‑
Rep的凸起部与其余部分隔离：选择所述条带的凹形相邻部，并且通过向上外推所述凹形相邻部通过所述体积B
‑
Rep；
[0011]‑
对于根据b)而排序的每个检测到的条带，使用分割方法划分CAD 3D模型的所述体积B
‑
[0012]Rep包括：确定所检测到的条带是否具有大的影响，如果所检测到的条带的尺寸小于在所述条带与交叉部之间的距离，则所检测到的条带具有大的影响，其中，所述交叉部在所述体积B
‑
Rep和所检测到的条带的外推部之间，并且如果所检测到的条带具有大的影响，则创建作为所述条带的凸形相邻部的偏移的分割表面；
[0013]‑
对于根据d)而排序的每个检测到的条带，使用分割方法划分CAD 3D模型的所述体积B
‑
[0014]Rep包括：通过向上外推所述条带通过所述体积B
‑
Rep来创建分割表面；
[0015]‑
对于根据e)而排序的每个检测到的条带，使用分割方法划分CAD 3D模型的所述体积B
‑
[0016]Rep包括：将由所述条带包围的体积分割成三个体积，其中的一个体积是圆柱体；
[0017]‑
所述检测所述体积B
‑
Rep的一个或多个条带还包括：检测一个或多个平滑表面，每个检测到的平滑表面包括所述体积B
‑
Rep的一组连接面，所述组中的每对连接面具有平滑接合部，在所检测到的一个或多个平滑表面之中选择一个或多个方形平滑表面，每个方形平滑表面当被展开时与矩形同胚，并且通过选择一个或多个检测到的方形平滑表面中的一个或多个连接表面的集合来检测条带，每个检测到的条带具有一个或多个所选择的连接表面中的一个连接表面的宽度；
[0018]‑
对于所述一个或多个检测到的平滑表面中的每个检测到的平滑表面，每两个连接面之间的角度大于或等于150度并且小于或等于210度；
[0019]‑
使用分割方法划分CAD 3D模型的所述体积B
‑
Rep还包括：对于每个所获得的划分部，计算一个或多个迹线，迹线是驻留在所获得的划分部的面上的一个或多个边的集合，所述一个或多个边中的每个边作为划分的结果而创建；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于划分机械部件的计算机辅助设计(CAD)3D模型的计算机实现的方法，所述方法包括：
·
提供(S10)所述CAD 3D模型的体积B
‑
Rep；
·
检测(S20)所述体积B
‑
Rep的一个或多个条带，每个条带包括所述体积B
‑
Rep的一个或多个连接面，并且当被展开时与矩形同胚；
·
基于与一个或多个检测到的条带中的每个检测到的条带相关联的一个或多个几何标准，对所述一个或多个检测到的条带进行排序(S30)；
·
依次选择(S40)经排序的一个或多个检测到的条带中的每个检测到的条带，所述选择是在所述排序之后进行的，并且对于每个所选择的条带：
O
使用与所选择的条带的所述几何标准相关联的分割方法来划分(S50)CAD 3D模型的所述体积B
‑
Rep，由此获得两个或更多个划分部；以及
O
对于每个所获得的划分部，确定(S60)所述划分部是否表示可扫掠体积。2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述一个或多个检测到的条带中的每个检测到的条带相关联的所述一个或多个几何标准选自：
·
所检测到的条带是凹陷，
·
所检测到的条带是凸起，
·
所检测到的条带是闭合的，和/或
·
所检测到的条带具有旋转。3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于一个或多个几何标准对所述一个或多个检测到的条带进行所述排序包括按照以下排序顺序对所检测到的条带进行排序：a)所检测到的条带是闭合的并且是凸起；b)所检测到的条带是闭合的并且是凹陷；c)所检测到的条带是凸起；d)所检测到的条带是凹陷；以及e)所检测到的条带是旋转。4.根据权利要求3所述的方法，其中，对于根据a)或c)而排序的每个检测到的条带，使用分割方法对CAD 3D模型的所述体积B
‑
Rep进行所述划分包括：
·
通过以下操作将所述凸起与所述体积B
‑
Rep的其余部分隔离：
O
选择所述条带的凹形相邻体；以及
O
向上外推所述凹形相邻体通过所述体积B
‑
Rep。5.根据权利要求3至4中的任一项所述的方法，其中，对于根据b)而排序的每个检测到的条带，使用分割方法对CAD 3D模型的所述体积B
‑
Rep进行所述划分包括：
·
确定所检测到的条带是否具有大的影响，如果所检测到的条带的尺寸小于在所述条带与交叉部之间的距离，则所检测到的条带具有大的影响，其中，所述交叉部在所述体积B
‑
Rep和所检测到的条带的外推部之间；以及
·
如果所检测到的条带具有大的影响，则创建...

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