[发明专利]装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质

说明书

本发明实施例提供一种装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质。该装配体物理数字孪生建模方法包括：生成零件的装配面的几何分布误差曲面；建立零件的不包含几何分布误差曲面的理想模型；将几何分布误差曲面与理想模型集成以建立零件的几何分布误差集成模型；将几何分布误差集成模型在计算机上装配以建立几何数字孪生模型；以及对装配体的几何数字孪生模型添加物理条件以建立装配体的物理数字孪生模型。该方法考虑零件的表面几何分布误差，建立能够精确描述实际装配体几何和物理性能的几何数字孪生模型和物理数字孪生模型，能够为实际装配体的装配工艺和装配参数优化提供更精确的模型基础。

技术领域

本发明涉及机械仿真建模技术领域，尤其涉及一种装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

目前，机械产品中零件的装配可以使用数字孪生建模方法来模拟表达装配模型。但是，在现有数字孪生建模方法中，虚拟模型的表达均为理想零件和装配体的三维CAD模型，并未涉及零件实际表面几何分布误差的精确表达。并且在后续有限元仿真过程中，均以理想三维CAD模型为基础进行计算。

而在精密机械系统中，零件的实际表面几何分布误差直接影响装配后机械产品的几何性能与物理性能。一方面，零件的实际表面几何分布误差影响零件装配后的彼此接触状态，从而影响装配后机械产品几何性能。另一方面，零件的实际表面的不同会导致零件接触后应力分布状态的不同，在后续机械产品工作过程中会直接影响机械产品的力学性能。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质，用以解决现有技术中未考虑零件实际表面几何分布误差影响装配体的几何性能和力学性能的缺陷，建立基于表面几何分布误差的装配体物理数字孪生模型，以优化装配工艺和参数。

具体地，本发明实施例提供了以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种装配体物理数字孪生建模方法，包括：生成零件的装配面的几何分布误差曲面；建立所述零件的不包含所述几何分布误差曲面的理想模型；将所述几何分布误差曲面与所述理想模型集成以建立所述零件的几何分布误差集成模型；将所述零件的所述几何分布误差集成模型在计算机上装配以建立装配体的几何数字孪生模型；以及对所述装配体的所述几何数字孪生模型添加物理条件以建立所述装配体的物理数字孪生模型。

进一步地，所述生成零件的装配面的几何分布误差曲面包括：对所述装配面进行几何分布误差测量以获得几何分布误差数据；以及基于所述几何分布误差数据生成所述几何分布误差曲面。

进一步地，将所述零件的所述几何分布误差集成模型在计算机上装配以建立装配体的几何数字孪生模型包括：求出所述装配面的接触方式；以及通过求出的所述接触方式，保证所述装配面稳定接触的条件下装配所述零件，以建立所述装配体的所述几何数字孪生模型。

进一步地，所述物理条件包括材料性能、力学条件和温度环境中的一种或多种。

进一步地，所述装配体物理数字孪生建模方法还包括：基于所述装配体的装配参数要求优化所述装配体的所述几何数字孪生模型和所述物理数字孪生模型的装配工艺与参数。

进一步地，基于所述装配体的装配参数要求优化所述装配体的所述几何数字孪生模型和所述物理数字孪生模型的装配工艺与参数包括：获取所述几何数字孪生模型和/或所述物理数字孪生模型的虚拟装配参数；判断所述虚拟装配参数是否满足所述装配参数要求；以及当所述虚拟装配参数不满足所述装配参数要求时，调整所述几何数字孪生模型和/或所述物理数字孪生模型的装配工艺与参数，直至所述虚拟装配参数满足所述装配参数要求。

进一步地，所述获取所述几何数字孪生模型和/或所述物理数字孪生模型的虚拟装配参数包括：获取所述几何数字孪生模型的精度参数；和/或获取所述物理数字孪生模型的性能参数。