[发明专利]结构表面磨损的仿真预测方法和装置

权利要求书

1.一种结构表面磨损的仿真预测方法，其特征在于，所述仿真预测方法包括：

形成连续排列的多个球形单元，所述多个球形单元的包络曲面用于表示结构表面；

获取各个所述球形单元中所述结构表面的表示区域的法向量和面积；

根据各个所述球形单元中所述结构表面的表示区域的法向量和面积，对各个球形颗粒与所述多个球形单元之间的碰撞进行离散元仿真，得到各个所述球形单元吸收的来自各个所述球形颗粒的碰撞能量；

根据各个所述球形单元吸收的来自各个所述球形颗粒的碰撞能量，改变各个所述球形单元的球心位置，所述多个球形单元的球心位置的改变用于表示所述结构表面的磨损。

2.根据权利要求1所述的仿真预测方法，其特征在于，所述形成连续排列的多个球形单元，所述多个球形单元的包络曲面用于表示结构表面，包括：

绘制所述结构表面；

将所述结构表面沿所述结构表面的内法线方向偏移设定距离，生成内偏移曲面；

将所述内偏移曲面划分为多个三角形单元；

以各个所述三角形单元的顶点为球心，设定距离为半径，形成所述球形单元。

3.根据权利要求2所述的仿真预测方法，其特征在于，所述获取各个所述球形单元中所述结构表面的表示区域的法向量和面积，包括：

根据以所述球形单元的球心为顶点的所有三角形单元的法向量之和，得到所述球形单元中所述结构表面的表示区域的法向量；

根据以所述球形单元的球心为顶点的所有三角形单元中所述结构表面的表示区域的面积之和，得到所述球形单元中所述结构表面的表示区域的面积。

4.根据权利要求2或3所述的仿真预测方法，其特征在于，所述根据各个所述球形单元中所述结构表面的表示区域的法向量和面积，对各个球形颗粒与所述多个球形单元之间的碰撞进行离散元仿真，得到各个所述球形单元吸收的来自各个所述球形颗粒的碰撞能量，包括：

在离散元仿真中每隔设定时长判定各个所述球形颗粒与各个所述球形单元是否接触；

当本次判定所述球形颗粒与所述球形单元发生接触，且在上一次判定中与所述球形颗粒发生接触的球形单元的数量等于0时，确定所述多个球形单元吸收的来自所述球形颗粒的碰撞能量；

当本次判定所述球形颗粒与所述球形单元发生接触时，记录与所述球形颗粒发生接触的球形单元；

当上一次判定所述球形颗粒与所述球形单元发生接触，且在本次判定中与所述球形颗粒发生接触的球形单元的数量等于0时，将所述多个球形单元吸收的来自所述球形颗粒的碰撞能量分配给与所述球形颗粒发生接触的球形单元。

5.根据权利要求4所述的仿真预测方法，其特征在于，所述根据各个所述球形单元吸收的来自各个所述球形颗粒的碰撞能量，改变各个所述球形单元的球心位置，所述多个球形单元的球心位置的改变用于表示所述结构表面的磨损，包括：

根据各个所述球形单元吸收的来自各个所述球形颗粒的碰撞能量，预测各个所述球形单元的磨损体积；

根据各个所述球形单元的磨损体积，确定各个所述球形单元的球心位置；

按照确定的球心位置移动所述球形单元。

6.根据权利要求1～3任一项所述的仿真预测方法，其特征在于，所述仿真预测方法还包括：

当相邻两个所述球形单元之间的缝隙长度达到阈值时，在相邻两个所述球形单元之间增设一个所述球形单元，增设的所述球形单元的球心与相邻两个所述球形单元的球心连线的中点重合。

7.根据权利要求6所述的仿真预测方法，其特征在于，所述仿真预测方法还包括：

确定所述阈值。

8.根据权利要求1～3任一项所述的仿真预测方法，其特征在于，所述仿真预测方法还包括：

在所述球形单元的球面上选择采样点；

将所述多个球形单元的采样点进行拟合，形成多个球形单元的包络曲面。