[发明专利]用于三维模型的机械性能校验的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于三维(3D)模型的机械性能校验的方法和装置，其中，该方法包括：对基于3D模型的制造过程进行仿真，以生成要基于该3D模型制造的产品的不同位置处的力学状态和/或材料属性的分布数据；以及输出所生成的力学状态和/或材料属性的分布数据，以用于基于所生成的力学状态和/或材料属性的分布数据执行对于该3D模型的机械性能校验。

技术领域

本发明涉及三维(3D)模型辅助设计领域，尤其涉及用于3D模型的机械性能校验的方法和装置。

背景技术

计算机辅助设计(CAD)以及自动控制制造设备(例如自控机床、3D打印机等)的使用大大改善了产品的设计和制造。在利用CAD工具设计出3D模型后，在将该3D模型投入生产之前，可以对其机械性能进行校验，以确保制造的产品具备需要的机械性能。

机械性能校验工具可以通过针对3D模型仿真各种可能的状态，例如运动、碰撞、受压状态等，来检验该3D模型的机械性能。而机械性能的仿真结果又能帮助改进3D模型的设计。因此，机械性能校验的准确性对于3D模型设计而言是至关重要的。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于3D模型的机械性能校验的的方法和装置，其能够帮助改进针对3D模型的机械性能校验的准确性。

按照本发明实施例的一种用于3D模型的机械性能校验的方法，包括：对基于所述3D模型的制造过程进行仿真，以生成要基于所述3D模型制造的产品的不同位置处的力学状态和/或材料属性的分布数据；以及输出所生成的力学状态和/或材料属性的分布数据，以用于基于所生成的力学状态和/或材料属性的分布数据执行对于所述3D模型的机械性能校验。

针对3D模型的机械性能校验过程中，通常假定3D模型所代表的产品的力学状态和材料属性是均匀的或恒定的。发明人认识到在基于3D模型的制造过程中，有可能使产品的力学状态和材料属性发生变化，从而通过采用上述方法，通过仿真估计制造过程中发生变化的力学状态和/或材料属性并将上述变化反映在3D模型的机械校验过程中，从而能够改进机械校验的准确性。

按照本发明的一个实施例，上述方法还包括：基于所生成的力学状态和/或材料属性的分布数据来建立用于执行所述机械性能校验的模型。

按照本发明的一个实施例，上述方法还包括：利用所述模型执行对于所述3D模型的机械性能校验。

按照本发明的一个实施例，上述方法中，所述3D模型包括第一CAD模型，其中，基于所述第一CAD模型、3D打印机的配置参数以及打印材料的属性，对基于所述第一CAD模型的3D打印过程进行仿真，以生成第二CAD模型以及所述第二CAD模型的不同位置处的力学状态和/或材料属性的分布数据。

按照本发明的一个实施例，上述方法还包括：基于所述第一CAD模型以及所述力学状态和/或材料属性的分布数据来建立有限元分析(FEA)模型。

按照本发明的一个实施例，上述方法还包括：基于所述第二CAD模型和/或所述力学状态的分布数据来建立有限元分析模型。

按照本发明的一个实施例，上述方法还包括：判断所述第二CAD模型中的至少一部分孔隙的大小是否小于阈值；在所述第二CAD模型中去除被判断为小于阈值的孔隙，以生成第三CAD模型；计算所述第三CAD模型中与被去除的孔隙对应的部分的等效密度；基于所述第三CAD模型和所述等效密度的组合和/或所述力学状态的分布数据来建立有限元分析模型。

按照本发明的一个实施例，上述方法还包括：判断所述第二CAD模型中的至少一部分孔隙的大小是否小于阈值；在所述第二CAD模型中去除被判断为小于阈值的孔隙，以生成第三CAD模型；基于所述第三CAD模型和/或所述力学状态的分布数据来建立有限元分析模型。