[发明专利]基于筋特征分割的薄壁件模型层次化语义中面抽取方法

说明书

本发明涉及CAD和CAE领域和数据挖掘技术，基于筋特征分割的薄壁件模型层次化语义中面抽取方法，支持具有复杂筋特征结构的薄壁件模型中面的高效和准确抽取，步骤包括：步骤1层次化结构语义的定义；步骤2筋特征的高效识别和模型分割；步骤3层次化语义中面抽取；步骤4中面模型生成和重用，并以此为基础支持模型变动设计时变动区域的中面结果快速生成，达到提高中面模型生成效率、几何精度、拓扑有效性、适用性和可重用性的目的。

技术领域

本发明涉及CAD和CAE领域和数据挖掘技术，具体涉及一种基于筋特征分割的薄壁件模型层次化语义中面提取方法。

背景技术

现代工业产品研发过程中，对设计产品进行有限元仿真分析是验证产品有效性的重要手段之一。在产品模型进行有限元仿真分析前，通常需要对其进行细节特征抑制和降维等简化操作以提高后续网格生成效率和质量，进而提高仿真分析效率。其中，薄壁件广泛应用于复杂且高精度的汽车、航空航天等产品模型中，其模型简化对薄壁件模型的性能分析至关重要。中面抽取作为针对薄壁件模型的最有效的降维简化方法被广泛应用，其重要性不言而喻。

目前，已有一些中面抽取相关研究成果，部分成果已应用于商业软件，但在处理复杂薄壁件模型的中面抽取时存在一些问题，如中面生成效率、几何精度、拓扑有效性、适用性和可重用性等问题。尤其针对具有复杂筋特征结构的汽车、航空覆盖件等薄壁件模型，现有中面抽取方法简化效率低，且无法有效解决初始模型设计变动后的中面模型自适应更新问题。

发明内容

本发明提供了一种基于筋特征分割的薄壁件模型层次化语义中面抽取方法，以主流CAD软件和CAE软件为支撑，通过深度剖析薄壁件模型的自身特点，挖掘并有效利用模型各不同区域的连接语义和结构语义等信息，支持具有复杂筋特征结构的薄壁件模型中面的高效和准确抽取，达到提高中面模型生成效率、几何精度、拓扑有效性、适用性和可重用性的目的。

基于筋特征分割的薄壁件模型层次化语义中面抽取方法，包括：

步骤1层次化结构语义的定义：定义一个新的用于薄壁件模型和中面模型的层次化语义结构，支持后续操作包括模型分割、中面生成以及中面重用等；

步骤2筋特征的高效识别和模型分割：识别筋特征并构建基于筋特征的层次化语义结构，接着采用一种新的模型分割方法按照模型的层次化语义结构自底向上逐层分割筋特征，以获得具有不同层次化结构语义的子区域；

步骤3层次化语义中面抽取：对步骤2中分割出的筋特征采用自适应加混合的中面抽取方式，按照模型层次化语义结构自底向上进行中面模型的高效和精确抽取；

步骤4中面模型生成和重用：根据层次化语义信息将各离散面片拼接成一个完整的层次化语义中面模型，并以此为基础支持模型变动设计时变动区域的中面快速生成，提高中面模型的可重用性。

本发明提出了一种基于筋特征分割的薄壁件模型层次化语义中面抽取方法。首先，定义了一个基于筋特征的层次化语义结构，用于支持后续操作如模型分割、中面生成以及中面重用等。接着，识别筋特征和构建基于筋特征的层次化语义结构后，进行模型分割以获得具有不同层次化结构语义的子区域。然后，根据模型层次化语义信息，分别采用面偏移和离散点拟合两种方法实现不同区域中面的精确抽取；最后，根据层次化语义信息将各离散面片拼接成一个完整的层次化语义中面模型，并以此为基础支持模型变动设计时变动区域的中面结果快速生成，达到提高中面模型生成效率、几何精度、拓扑有效性、适用性和可重用性的目的。