一种核工程虚拟仿真CAD-CAE模型传递方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于核工程安装的虚拟仿真CAD

【技术实现步骤摘要】
一种核工程虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法及装置


[0001]本专利技术属核电工程
，具体涉及吊装施工工艺数值虚拟仿真领域，特别涉及一种用于核工程的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法及装置。

技术介绍

[0002]核电工程的前期建设重点是厂房的施工和大件设备的安装。核电工程大型设备由于其本身造价和购买价值很高，因此对这些核电设备的安装工程作业的设计要求更为精密。为了提高核电设备的安装作业的成功率，需要对安装设计进行虚拟仿真。
[0003]进行虚拟仿真需要使用的工程CAD(即Computer Aided Design，计算机辅助设计)和CAE(即Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)软件，是以数字化技术为核心的核电项目工程中必不可少的辅助工具。CAD软件用于产品设计，CAE软件用于对产品的性能进行分析和仿真优化。在核电工程的设计施工过程中，传统使用方法为三维虚拟仿真，并对设计建立的CAD模型进行有限元分析以验证其安装方案是否合理。安装过程涉及大型核电设备的起吊、平移、翻转和就位等多种作业，其受力状态随之变化对应了诸多计算情况。
[0004]为了提高建模效率，避免在CAE软件中重新建模，传统的CAD
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CAE集成方法就是将CAD模型直接传递进入CAE软件中。然而，现有技术存在以下问题：首先是安装作业模型的复杂性等原因，无法将其直接转化为CAE计算模型，尤其是所建三维模型网格数量达百万级别的情况下；其次是数据结构不兼容，使用这种传统的CAD
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CAE集成方法进行有限元分析必须使CAD软件的输出接口和CAE软件的输入接口必须兼容，一旦CAD和CAE软件接口不兼容，则无法进行CAD
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CAE的集成应用。
[0005]综上所述，克服以上缺陷，设计一种用于核工程安装的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法及装置是现今重要的行业问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了有效地解决以上技术问题，方案一，提供了一种用于核工程安装的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法，使用CAD系统和CAE系统相关软件，按照以下步骤进行：
[0007]步骤一：设备安装设计CAD模型生成，通过所述CAD系统生成所述设备安装设计CAD模型，生成安装界面；
[0008]步骤二：再次生成安装界面，粗化初步建立的安装网格；
[0009]步骤三：CAD
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CAE模型传递，通过CAD
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CAE传递模块搜索所述设备安装设计CAD模型数据，将所述设备安装设计CAD模型数据转换成能被所述CAE系统识别的指令流，并将所述指令流输出至所述CAE系统预留的有限元模型转换接口，使所述安装网格生成安装体网格；
[0010]步骤四：CAE模型输出及仿真，所述CAE系统通过预留的所述有限元模型转换接口接收所述CAD
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CAE传递模块自动生成的所述指令流，并根据所述指令流在所述CAE系统中重新构建所述设备安装设计CAE有限元模型，以输出所述安装体网格，再进行虚拟仿真分析。
[0011]优选的，步骤二具体包括，二次生成所述安装界面的框架线，投影到目标平面，所
述目标平面为直角坐标系下的XY平面；已投影到所述目标平面的所述框架线成为平面区域，生成所述安装网格；对所述平面区域采用网格剖分算法进行剖分，优化处理剖分后的所述平面区域；对优化处理后的所述平面区域使用插值算法，插值所述安装网格，再次生成所述安装界面，以第二次生成所述设备安装设计CAD模型。
[0012]优选的，所述网格剖分算法为Delaunay算法，所述插值算法为Kiging算法。
[0013]优选的，步骤三所述CAD
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CAE传递模块的生成步骤包括：
[0014]第一步：收集整理工程区域的核电安装设计资料，包括核电设备数据、测量数据、试验数据等，建立能被所述CAE系统识别的数据库；
[0015]第二步：通过对所述核电设备的安装标的进行识别和分析，并在所述CAD系统的数据库中对所述核电设备部件的关键特征信息以及逻辑点的载荷信息进行提取；
[0016]第三步：确定所述设备安装设计CAD模型到所述设备安装设计CAE有限元模型的拓扑转换关系，确定各种所述部件加载点的判断识别方法及其坐标点求解的算法；
[0017]第四步：对所述设备安装设计进行载荷信息分析，自动生成所述设备安装设计的载荷数据，并施加到相应的单元以及节点上，同时对所述载荷数据进行组合，用于对所述设备安装设计进行评定；
[0018]第五步：基于以上四步中获得的数据资料，利用所述CAD系统的内置语言生成所述CAD
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CAE传递模块。
[0019]优选的，步骤三中，能被所述CAE系统识别的指令流为网格数据。
[0020]优选的，步骤四重新构建所述设备安装设计CAE有限元模型，包括如下步骤：
[0021]第一步：建立要安装的所述核电设备的有限元模型；对所述核电设备进行简化，得到目标结构CAD模型；基于所述目标结构CAD模型，根据预设的参数建立有限元模型；
[0022]第二步：对所述有限元模型依次进行模型导入，计算总体刚度矩阵、载荷识别生成，得到相应的工作工况，并根据所述工作工况进行响应计算流程，得到计算结果；
[0023]第三步：根据所述计算结果进行动态模拟，以实现所述核电设备工作过程的可视化显示和碰撞检测。
[0024]方案二，另一方面，还提供一种用于核工程的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递装置，包括：CAD系统，用于生成所述设备安装设计CAD模型；CAD
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CAE传递模块，用于搜索所述设备安装设计CAD模型的数据，将所述设备安装设计CAD模型数据转换成能被所述CAE系统识别的指令流，并将所述指令流输出；CAE系统，其预留有有限元模型转换接口，用于接收所述CAD
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CAE传递模块输出的所述指令流，并根据所述指令流重构所述设备安装设计CAE有限元模型并输出；动画生成模块，用于生成所述设备安装设计全过程作业的动态过程；显示模块，用于显示所述所述设备安装设计CAD模型、所述设备安装设计CAE有限元模型和所述动态过程。
[0025]优选的，所述CAD
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CAE传递模块包括：添加/删除模块，用于将所述设备安装设计CAD模型添加/删除到显示模块并进行显示；动作显示模块，用于显示所述设备安装设计CAD模型中起吊、平移、翻转和就位等多种动作；指令流导出模块，用于导出指令流；指令流显示模块，用于显示上述指令流导出模块导出的指令流；校验模块，用于将所述设备安装设计CAE有限元模型的节点号和/或加载点和/或载荷信息显示在所述设备安装设计CAD模型中，便于对其进行校验或将其从所述设备安装设计CAD模型中清除。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于核工程安装的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法，其特征在于，按照以下步骤进行：步骤一：设备安装设计CAD模型生成，通过所述CAD系统生成所述设备安装设计CAD模型，生成安装界面；步骤二：再次生成安装界面，粗化初步建立的安装网格；步骤三：CAD
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CAE模型传递，通过CAD
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CAE传递模块搜索所述设备安装设计CAD模型数据，将所述设备安装设计CAD模型数据转换成能被所述CAE系统识别的指令流，并将所述指令流输出至所述CAE系统预留的有限元模型转换接口，使所述安装网格生成安装体网格；步骤四：CAE模型输出及仿真，所述CAE系统通过预留的所述有限元模型转换接口接收所述CAD
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CAE传递模块自动生成的所述指令流，并根据所述指令流在所述CAE系统中重新构建所述设备安装设计CAE有限元模型，以输出所述安装体网格，再进行虚拟仿真分析。2.根据权利要求1所述的一种用于核工程安装的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法，其特征在于，步骤二具体包括，二次生成所述安装界面的框架线，投影到目标平面，所述目标平面为直角坐标系下的XY平面；已投影到所述目标平面的所述框架线成为平面区域，生成所述安装网格；对所述平面区域采用网格剖分算法进行剖分，优化处理剖分后的所述平面区域；对优化处理后的所述平面区域使用插值算法，插值所述安装网格，再次生成所述安装界面，以第二次生成所述设备安装设计CAD模型。3.根据权利要求2所述的一种用于核工程安装的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法，其特征在于，所述网格剖分算法为Delaunay算法，所述插值算法为Kiging算法。4.根据权利要求1所述的一种用于核工程安装的虚拟仿真CAD
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CAE模型传递方法，其特征在于，步骤三所述CAD
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CAE传递模块的生成步骤包括：第一步：收集整理工程区域的核电安装设计资料，包括核电设备数据、测量数据、试验数据，建立能被所述CAE系统识别的数据库；第二步：通过对所述核电设备的安装标的进行识别和分析，并在所述CAD系统的数据库中对所述核电设备部件的关键特征信息以及逻辑点的载荷信息进行提取；第三步：确定所述设备安装设计CAD模型到所述设备安装设计CAE有限元模型的拓扑转换关系，确定各种所述部件加载点的判断识别方法及其坐标点求解的算法；第四步：对所述设备安装设计进行载荷信息分析，自动生成所述设备安装设计的载荷数据，并施加到相应的单元以及节点上，同时对所述载荷数据进行组合，用于对所述设备安装设计进行评定；第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：申梦岭，常海军，温财长，侯俊霞，邢苍梅，齐硕，章文汉，胡广杰，张群伟，吴硕，
申请(专利权)人：核工业工程研究设计有限公司，
类型：发明
国别省市：