[发明专利]用于格子结构的结点网格划分

说明书

用于设计三维格子结构的方法、系统和设备(包括中等编码的计算机程序产品)在一个方面包括一种方法，该方法包括：为会聚在格子中的结点处的不同尺寸的各对梁计算入射半径；针对每个梁基于与该梁的对的入射半径确定最大入射半径；比较最大入射半径以找到结点的全局半径；分别针对每个梁计算局部交点和全局交点，其中局部球体由该梁的最大入射半径限定，并且全局球体由结点的全局半径限定；以及使用局部交点和全局交点以采用用于结点处的梁的承座生成网格划分。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2015年4月30日提交的美国专利申请No.62/155,348以及于2015年9月9日提交的美国专利申请No.62/215,958的权益，两者标题均为“用于格子结构的结点网格划分”(JUNCTION MESHING FOR LATTICE STRUCTURES)。

技术领域

本说明书涉及计算机辅助结构创建，诸如用于与增材制造或其他制造技术一起使用的三维(3D)建模程序的格子结构的生成。

背景技术

计算机辅助设计(CAD)软件已经被开发并用于生成对象的3D表示。这样的软件还包括软件工具，其可以使用各种尺寸、厚度和密度的格子和皮肤来增强3D部件。这样的工具允许快速重新设计3D部件使得重量更轻，同时仍保持期望的性能特征(例如刚性和柔性)。这样的软件工具已经使用了可用于生成可以被制造的内部格子结构的各种类型的格子拓扑。

发明内容

本说明书描述涉及计算机辅助结构创建的技术，诸如用于与增材制造或其他制造方法一起使用的3D建模程序的格子结构的生成。

一般而言，本说明书中所描述的主题的一个或多个方面可以以一种或多种方法来实施，所述一种或多种方法包括：为会聚在格子中的结点处的不同尺寸的各对梁计算入射半径；针对每个梁基于与该梁的对的入射半径确定最大入射半径；比较最大入射半径以找到结点的全局半径；针对每个梁分别计算局部交点和全局交点，其中局部球体由该梁的最大入射半径限定，并且全局球体由结点的全局半径限定；使用局部交点和全局交点以采用用于结点处的梁的承座生成网格划分；以及将梁与结点处的承座连接以形成用于格子的机械坚固结构。

不同尺寸的梁中的每一个都可以是由轴线、第一端梁厚度值和第二端梁厚度值表示的锥形梁，并且可以使用梁厚度的变化和格子内的结点位置来生成格子。每个锥形梁还可以由对应于梁横截面轮廓的横截面二维(2D)形状表示，并且可以使用梁横截面轮廓的变化来生成格子。

计算结点处的梁对的入射半径可以包括：计算该对中的两个梁的梁轴线矢量的叉积，以找到定义其中梁轴线矢量位于结点处的2D平面的法向矢量，在该2D平面中；计算法向矢量与第一梁轴线矢量的叉积，以找到结点处的2D平面中的第一厚度矢量；计算法向矢量与第二梁轴线矢量的叉积，以找到结点处的2D平面中的第二厚度矢量；使用第一厚度矢量、第二厚度矢量和定义两个梁的边缘的数据来计算2D平面内的两个梁的边缘的边缘交点；以及从边缘交点和结点的中心点找到入射半径。

针对每个梁基于与该梁的对的入射半径确定最大入射半径可以包括：确定最大入射半径；以及向所确定的最大入射半径添加余量以产生最大入射半径。采用用于格子中的结点处的梁的承座生成网格划分可以包括：识别在格子中的结点处的三个或更多个梁中的最厚梁；使用参考最厚梁的轴线的立体投影将全局交点投影到垂直于最厚梁的轴线的2D平面；在垂直于最厚梁的轴线的2D平面中的投影点之间产生三角剖分；以及将三角剖分的连接映射到所述三个或更多个梁的局部交点以采用用于格子中的结点处的三个或更多个梁的承座形成网格划分。另外，生成三角剖分可以包括使用约束性Delaunay三角剖分(CDT)。