CN104615454A - 用于更新计算机辅助设计模型的方法、系统和可读媒体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于更新CAD模型的方法和系统。所述方法和系统产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化，所述至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的CAD模型的相应几何面，并且所述至少一个FEA模型的每个面具有相应形状。接下来，使用至少一个面的所述相应形状以及对应产生的参数化来确定所述至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数。所确定的形状函数描述所述至少一个面的所述形状。所述CAD模型随后使用所述所确定的形状函数进行更新。

Description

用于更新计算机辅助设计模型的方法、系统和可读媒体

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统领域，且具体地涉及计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE、建模以及模拟领域。

背景技术

市场上提供多种系统和程序用于(例如)由达索系统提供的那些部件或部件组合件的设计。这些所谓的CAD系统使用户能够构建和操纵物体或物体组合件的复杂三维模型。因此在某些情况下，CAD系统使用具有面的边缘或线来提供经建模物体的表示。线或边缘可以用多种方式表示，例如，非均匀关系基本样曲线(NURBS)。

这些CAD系统管理经建模物体的部件或部件组合件，主要是几何形状的说明。具体来说，CAD文件含有说明，根据该说明产生几何形状。根据几何形状产生表示说明、几何形状以及表示可以存储于单个CAD文件或多个CAD文件中。CAD系统包含用于向设计者表示经建模物体的图形工具；这些工具专用于复杂物体的显示，在CAD系统范围中表示物体的文件的典型大小，但通常对于部件具有兆字节数量级。组合件可以含有数千个部件并且组合件文件对应地较大。CAD系统管理存储于电子文件中的物体的模型。

发明内容

根据本发明的实施例的方法和对应系统涉及更新计算机辅助设计(CAD)模型。本发明的实施例通过产生至少一个有限元分析(FEA)模型的每个相应面的参数化而开始。根据此实施例，至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的CAD模型的相应几何面并且至少一个FEA模型的每个面具有相应形状。在此实施例中，接下来的步骤是使用至少一个面的相应形状以及至少一个面的对应产生的参数化来确定至少一个FEA模型的至少一个面的形状函数。所确定的形状函数描述至少一个FEA模型的至少一个面的形状。最终，CAD模型使用所确定的形状函数进行更新。

根据本发明的实施例，用于更新CAD模型的至少一个FEA模型包括FEA模型以及FEA模型的经修改版本。在本发明的实施例中，其中至少一个FEA模型包括FEA模型以及FEA模型的经修改版本，此实施例可以进一步包括使用FEA模型以及至少一个基于物理的分析产生FEA模型的经修改版本。根据此实施例，基于物理的分析可以是应力分析类型、流体分析类型、散热分析类型和/或电磁分析类型中的一者。

本发明的替代实施例可以进一步包括在产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化之前，根据CAD模型产生至少一个FEA模型。在本发明的又一实施例中，所述方法通过基于待更新的CAD模型产生FEA模型并且使用基于物理的分析产生所述FEA模型的经修改版本而开始。

根据本发明的实施例，产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化通过确定与至少一个FEA模型的相应面对应的相应的一组或多组表面多边形而开始。在此实施例中，表面多边形与FEA模型元素相关联，所述模型元素包括节点和边缘。接下来，确定用于界定CAD模型的相应CAD表面中的点的相应uv参数值。相应CAD表面中的点对应于与表面多边形相关联的节点，所述表面多边形对应于至少一个FEA模型的相应面。最终，每个表面多边形的内部进行uv参数化，使得确定用于相应CAD表面中的点的uv参数值与每个表面多边形的内部的uv参数化一致，并且使得相邻多边形具有共用边缘的一致uv参数化。

根据本发明的此实施例，将每个表面多边形的内部uv参数化使用表面拟合算法来完成。在又另一实施例中，表面拟合算法是能量最小化B样表面拟合算法。

根据本发明的又另一实施例，至少一个FEA模型的每个面的相应形状基于至少一个FEA模型的节点。在本发明的另一实施例中，至少一个FEA模型的至少一个面的所确定的形状函数是Gl形状函数。然而进一步根据本发明的方法的另一实施例，至少一个FEA模型的每个相应面的产生的参数化将至少一个FEA模型的相应面中的点映射到CAD模型的几何面的每个相应表面上的对应点中。

本发明的替代实施例涉及一种用于更新CAD模型的系统。在此实施例中，所述系统包括参数化模块，所述参数化模块经配置以产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化，其中至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的CAD模型的相应几何面。此外，所述系统的实施例进一步包括形状函数模块，所述形状函数模块经配置以使用至少一个面的相应形状以及至少一个面的对应产生的参数化来确定至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数。根据本发明的原理，所确定的形状函数描述至少一个FEA模型的至少一个面的形状。所述系统然而进一步包括更新模块，所述更新模块经配置以使用由形状函数模块输出的所确定的形状函数来更新CAD模型。

根据本发明的系统的实施例，FEA模型包括FEA模型以及FEA模型的经修改版本。在所述系统的替代实施例中，所述系统进一步包括优化模块，所述优化模块经配置以使用FEA模型以及至少一个基于物理的分析来产生FEA模型的经修改版本，所述基于物理的分析是应力分析类型、流体分析类型、散热分析类型和/或电磁分析类型中的一者。根据另一实施例，所述系统进一步包括FEA模型产生模块，所述FEA模型产生模块经配置以根据待更新的CAD模型产生至少一个FEA模型。

根据所述系统的替代实施例，参数化模块可以经配置以使用某一过程来产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化，所述过程包括确定与至少一个FEA模型的相应面对应的相应的一组或多组表面多边形，其中所述表面多边形与FEA模型元素相关联，所述模型元素是节点和边缘。(参数化模块的)所述过程进一步包括确定界定CAD模型的相应CAD表面中的点、与对应于至少一个FEA模型的相应面的表面多边形相关联的节点对应的相应CAD表面中的点的相应uv参数值。根据所述系统的此实施例，用于产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化的过程进一步包括将每个表面多边形的内部uv参数化，使得(i)确定用于相应CAD表面中的点的uv参数值与每个表面多边形的内部的uv参数化一致，并且使得(ii)相邻多边形具有共用边缘的一致参数化。

根据所述系统的实施例，参数化模块可以经配置以使用表面拟合算法来确定每个表面多边形的内部的uv参数化。在本发明的又另一实施例中，至少一个FEA模型的相应形状基于至少一个FEA模型的节点。然而进一步在本发明的替代实施例中，至少一个FEA模型的至少一个面的所确定的形状函数是G1形状函数。在本发明的又另一实施例中，参数化模块产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化，所述至少一个FEA模型的每个相应面的参数化将至少一个FEA模型的相应面中的点映射到CAD模型的几何面的每个相应表面上的对应点中。

本发明的另一实施例涉及一种计算机实施的方法，其中非暂时性计算机可读媒体具有存储于其上的指令序列，当由耦合到设备上的处理器加载和执行时，所述指令序列使设备能够：产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化，至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的CAD模型的相应几何面并且至少一个FEA模型的每个面具有相应形状；使用至少一个面的相应形状以及至少一个面的对应产生的参数化来确定至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数，所确定的形状函数描述至少一个FEA模型的至少一个面的形状并且最终使用所确定的形状函数更新CAD模型。

附图说明

以上内容将从本发明例实例实施例的以下更具体描述中显而易知，如附图中所示，其中相同的参考符号始终指代贯穿不同视图的相同部分。图式不必按比例绘制，而是强调图示本发明的实施例。

图1是描绘根据本发明的原理的更新计算机辅助设计CAD的方法的流程图；

图2是产生至少一个有限元分析FEA的每个相应面的参数化的方法的流程图，所述至少一个有限元分析可以实施于本发明的实施例中；

图3是描绘根据本发明的实施例的更新CAD模型的处理流的流程图；

图4描绘用于使用本发明的实施例更新CAD模型的工作流；

图5是图示根据本发明的原理的系统的简化框图；

图6是其中可以实施本发明的实施例的计算机系统的简化图。

具体实施方式

以下描述本发明的实例实施例。

计算机辅助设计(CAD)以及计算机辅助工程(CAE)系统的出现允许对物体进行广泛的表示。一个此种表示是有限元分析(FEA)模型。术语“FEA模型”、“有限元网格”以及“网格”在本申请中互换使用。有限元网格是称为节点的点的系统，所述点互连以形成格子(称为网格)。网格可以进行编程，其方式为使得网格具有其表示的基础对象的特性。当网格以此方式进行编程时，其可以用于执行其表示的物体的模拟。例如，有限元网格可以用于表示车辆的内部腔、围绕结构的声波流体以及任何数目的真实世界物体，包含支架等的医疗装置。当给定的网格表示物体并且相应地进行编程时，所述网格可以用于模拟真实世界物件本身。例如，表示血管内支架的网格可以用于模拟现实医疗设置中的血管内支架的使用。

有限元网格定期地用于优化研究。在确定经优化的有限元网格之后，所述经优化的有限元网格随后可以作为反馈提供给CAD设计者，使得可以产生基础CAD模型。然而，基于经优化网格产生CAD模型的过程可能是冗长的过程。因此，需要一种可以根据有限元网格有效地产生CAD模型的方法。

尽管存在用于根据有限元网格产生CAD模型的解决方案，但是现有解决方案是不充分的。一种类型的现有解决方案试图调节初始CAD模型的形状以匹配FEA模型的形状。此解决方案的一个实例试图使嵌入CAD模型的空间整体变形。计算此种整体变形以便将FEA网格的原始节点移动到它们的最终位置。因此，最终FEA模型保持不变，并且结果是改变的CAD模型。另一实例试图根据FEA结果使CAD模型的单个面变形。又另一实例试图使用FEA结果作为引导而用手再现FEA结果的CAD模型。存在此解决方案的其他实例，所有实例可能试图调节CAD模型的形状函数的参数，例如，圆柱的半径，使得CAD模型的表面形状接近FEA模型的表面形状。

另一种类型的现有解决方案实际上并不直接将FEA形状改变应用到模型。替代地，限定模型形状的参数在优化回路中变化，其中使用FEA评估通过改变参数获得的每个新形状。这种类型的解决方案与本发明的实施例不太相关，因为所述解决方案适合于执行多个FEA运算以评估CAD模型中的形状改变的工作流。这种解决方案的一个实例使用整体变形技术来对模型执行此类形状改变。所述解决方案的另一实例在《工程软件进展》的1999年3月刊第3期第30卷中的哈迪(Hardee)等人的论文“用于固体的形状优化的基于CAD的设计参数化”中描述。此论文描述一种用于使用FEA模拟来对CAD模型的设计参数(例如，球体的半径)进行搜索以形成最优形状的方法。本发明的实施例支持执行单次FEA运算，随后将所得的形状改变应用到CAD模型的工作流。

尽管如上文所述存在试图调节初始CAD模型的形状以匹配FEA模型的形状的解决方案，但是本领域中的现有解决方案并不利用CAD模型中的表面类型，所述CAD模型的自由度对应于FEA模型节点的位置。然而，在本发明的实施例中，最终CAD模型精确地内插最终FEA模型的节点。以此方式，本发明的实施例采用自由度作为向量空间的尺寸，其中定义了内插函数。

另外，试图调节初始CAD模型的形状以匹配FEA模型的形状的本领域的现有解决方案具有表面类型，例如，B样，所述表面类型具有非对应的自由度。因此，现有方法必须全部对表面的自由度执行某些优化步骤，这将FEA模型的表面与CAD模型的表面之间的形状偏离最小化。由于正变化的自由度并不对应于FEA模型的自由度，因此并不保证优化问题会找到合理答案；另外，所述优化问题可能需要大量的计算。

本领域中现有解决方案的另一类型需要多个FEA运算，并且尽管此类型的解决方案仅与不同工作流相关，但是此处论述此类型的解决方案，因为该工作流可能被认为与本发明的实施例支持的工作流对抗。此现有解决方案的主要缺点是在搜索最优形状时执行多个FEA运算；所述FEA运算通常极其耗费计算机时间。相反地，本发明的实施例根据单次FEA运算获得形状改变。

本发明的实施例通过引入新类型的CAD表面函数来解决技术问题，所述CAD表面函数具有与FEA网格的表面的对应区域的自由度精确对应的自由度。最终，这些自由度可以经调节以匹配对应的FEA模型自由度，从而引起精确的形状匹配，可以在不需要借助非平凡的优化算法的情况下计算出所述精确的形状匹配。

本发明的实施例具有优于现有解决方案的若干优点。例如，本发明的实施例(精确地，适于用于非G1FEA网格的平滑)复制FEA模型的表面的形状、需要较少计算并且因此将运行得快的多，以及可以完全自动而不需要人类干预来匹配形状。

图1是根据本发明的原理的根据有限元网格更新CAD模型的方法100的流程图。方法100通过产生至少一个FEA模型(101)的每个相应面的参数化而开始。在此实施例中，至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的CAD模型的相应几何面并且至少一个FEA模型的每个面具有相应形状。每个相应面的参数化可以根据本领域中已知的任何原理来确定。此外，在本发明的实例实施例中，FEA模型的每个相应面的参数化可以根据如图2中所示的方法101来确定。根据本发明的实施例，至少一个FEA模型可以包括FEA模型以及FEA模型的经修改版本。在此实施例中，可以说，FEA模型包括对应于待更新的CAD模型的原始网格以及对应于所得的经更新CAD模型的经优化网格两者。在此实施例中，原始网格以及经优化网格两者用于更新CAD模型的方法100中。因此，在方法100的步骤101中产生原始网格和经优化网格两者的每个面的参数化，并且在步骤102中，相应形状函数确定用于原始网格和经优化网格的每个面，如下所述。

在步骤101中，通过首先发现FEA模型的表面(本文中将称为FEA面)上的对应区域产生用于CAD模型的每个面的参数化。在实施例中，此FEA面由与FEA元素(即，节点和边缘)相关联的一组表面多边形组成。随后对于FEA面的每个节点，确定CAD表面中的对应uv参数值。接下来，FEA面中的每个多边形的内部使用内插参数化方案(例如，Clough Tocher参数化)进行uv参数化，使得FEA节点的uv参数化与确定用于FEA面的每个节点的uv参数值一致，并且使得两个相邻的FEA多边形在其两者之间具有FEA边缘的一致参数化。或者，表面拟合算法(例如，能量最小化B样表面拟合算法)可以用于将每个表面多边形的内部uv参数化。此过程可以引起FEA面中的每一点与CAD表面的面上的对应点之间的映射。具体来说，所述过程可以将uv值分配到FEA面上的每一点。这可以称为FEA面的参数化。根据本发明的实施例，产生CAD模型的每个面的参数化的前述过程可以使用本文中所描述的原始FEA模型来完成。在又另一实施例中，参数化确定用于原始FEA模型以及经修改的FEA模型两者。

方法100的接下来的步骤102是使用至少一个面的相应形状以及至少一个面的对应产生的参数化来确定至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数。在方法100的步骤102中确定的形状函数描述至少一个FEA模型的至少一个面的形状。步骤102可以根据本领域中已知的任何方法来实现。此外，在本发明的实施例中，其中FEA模型包括原始网格和经优化网格，所述原始网格与所述经优化网格之间的差异限定每个网格节点(为xyz点)中的向量场。在每个节点点处，形状函数是原始形状加上此向量场的向量总和。节点处的向量场可以作为向量场拟合在整个网格上，并且这样会在CAD模型的整个面上产生形状函数。总而言之，经修改的网格与原始网格之间的差异在节点点处提供一个所需的向量场。因此，给定原始网格和经修改的网格，可以知道CAD模型如何具体地在节点点处改变形状。此外，原始网格的节点具有原始CAD模型上的已知对应点，因此可以将该形状改变映射到待更新的CAD模型上的确切位置中。可以在方法100的步骤102(或对应模块102)中使用前文描述的拟合过程，用于使用至少一个面的相应形状以及至少一个面的对应产生的参数化来确定FEA模型的至少一个面的相应形状函数。

本发明的实施例使用如通过FEA节点以及FEA网格面的参数化确定的FEA网格面的形状来产生从uv到xyz的Gl形状函数，所述Gl形状函数描述FEA网格面的形状，其中“uv”是指FEA网格面的二维(2D)参数域并且“xyz”是指FEA模型的总3D坐标系。此方法可以用于方法100的步骤102中。根据本发明的此实施例，如果FEA网格由用于其元素的二次或更高阶形状函数限定，那么主体形状函数可以直接从FEA网格节点以及FEA网格形状函数中获得，只要所得的形状函数是跨越元素边界的G1。如果FEA网格使用线性形状函数，即，平面元，那么需要执行中间步骤，所述中间步骤将FEA网格提升到Gl表面。实现此目标的一种方式是通过使用被限制为跨越元素边界的Gl的立方元素，其中元素可以是FEA模型的节点和边缘。如果CAD模型需要支持参数uv空间矩形的形状函数，那么主体形状函数可以通过在FEA面的边界外部引入额外节点和多边形并且根据所得形状上的一些光滑度状况将它们分配到XYZ位置而延伸至uv矩形。

在示例性实施例中，方法100的最终步骤是使用根据步骤102的或由步骤102输出的所确定的形状函数来更新(103)CAD模型。根据本领域中已知的原理，CAD模型可以使用所确定的形状函数来进行更新。

方法100的实施例可以进一步包括使用FEA模型以及至少一个基于物理的分析来产生FEA模型的经修改版本。根据此实施例，基于物理的分析可以是本领域中已知的任何基于物理的分析。例如，可以使用应力分析类型、流体分析类型、散热分析类型和/或电磁分析类型。本发明的其他实施例可以使用基于物理的分析类型的任何组合来确定经优化网格。本发明的替代实施例然而进一步可以使用任何优化技术或如本领域中已知的优化技术的组合来优化FEA模型。

本发明的其他实施例可以仅以待更新的CAD模型开始。在此实施例中，根据如本领域中已知的原理，使用CAD模型首先确定网格。此外，此种所确定的网格随后可以经处理以确定经优化网格。在此实施例中，存在经修改网格、经优化网格以及待更新以对应于经修改网格的CAD模型。这三个表示/元素随后可以用于本发明的实施例(例如，方法100)中，以更新CAD模型以对应于经优化网格。

图2图示产生FEA模型的每个相应面的参数化的如图1所示的方法100的方法步骤101。参数化方法或模块101通过确定(101a)与至少一个FEA模型的相应面对应的相应的一组或多组表面多边形而开始。在此实施例中，表面多边形与FEA模型元素相关联，所述模型元素是节点和边缘。接下来，确定101b用于限定待更新的CAD模型的相应CAD表面中的点的相应UV参数值。相应CAD表面中的点对应于与表面多边形相关联的节点，所述表面多边形对应于至少一个FEA模型的相应面。最终，方法101通过计算用于每个表面多边形的内部的参数化(101c)而结束，使得确定用于相应CAD表面中的点的uv参数值与每个表面多边形的内部的uv参数化一致，并且使得相邻多边形具有共用边缘的一致uv参数化(101c)。在本发明的实施例中，参数化是R2到R3的子域的一一映射，其中如本领域中已知，R2和R3分别指代二维和三维的欧几里得空间。

根据本发明的实施例，将每个表面多边形的内部uv参数化(101c)使用表面拟合算法来完成。在此实施例中，表面拟合算法可以是能量最小化B样表面拟合算法。在方法100的又另一实施例中，至少一个FEA模型的每个面的相应形状基于至少一个FEA模型的节点。

图3图示根据本发明的实施例的更新CAD模型的方法310(或用于更新CAD模型的模块)。方法/模块310以输入CAD模型(311a)、FEA模型(31lb)以及经修改的FEA模型(311c)而开始。接下来，对于CAD模型的每个表面，在312开始执行一系列处理步骤312至315或处理步骤312至315的回路。对于CAD模型的给定表面，德耳塔网格点使用表面参数化进行内插(313)。在本发明的实施例中，使用FEA模型以及经修改的FEA模型来确定德耳塔网格点，其中所述德耳塔网格点是FEA模型与经修改的FEA模型之间的差别。随后，基于具有经内插的德耳塔网格的组分确定新的表面和修剪曲线(314)。在本发明的实施例中，经内插的德耳塔网格限定从原始CAD模型上的3D点到R3的子域中的映射。新的表面和修剪曲线可以基于利用此映射组成CAD模型的原始表面以及修剪曲线。此操作的一个结果是新的表面以及修剪曲线内插经修改的网格点。判决接合处315确定是否存在需要使用步骤312至314处理的更多CAD模型表面。如果是，那么在判决315之后，回路在312处以CAD模型的另一表面重新开始。如果不存在需要处理的更多CAD模型表面，那么方法310结束。

图4是图示其中可以实施本发明的实施例的工作流的简化流程图。工作流420以CAD模型的输入(421)开始。接下来，CAD模型通过网格器进行处理(422)并且产生FEA模型(423)。FEA模型的一个版本被传递到步骤426，步骤426可以实施用于更新CAD模型421的方法100。FEA模型的另一版本被输入到基于物理的模拟(424)，所述基于物理的模拟输出经修改的FEA模型(425)。此经修改的FEA模型与423的原始FEA模型一起被输入到步骤426。步骤426可以实施CAD模型更新方法100或本文所描述的本发明的任何实施例。最终，(423的)使用FEA模型、(425的)经修改FEA模型以及原始CAD模型421，步骤426更新原始CAD模型以与经修改的FEA模型对应。步骤426的CAD模型更新的结果是作为经修改/经更新的CAD模型427输出。

图5是根据本发明的原理的可以用于更新CAD模型的基于计算机的系统550的简化框图。系统550包括总线555。总线555用作系统550的各种组件之间的互连件。输入输出装置接口558连接到总线555上，用于将各种输入和输出装置，例如，键盘、鼠标、显示器、扬声器等连接到系统550。中央处理单元(CPU)552连接到总线555并且提供用于执行计算机指令。存储器557提供用于执行计算机指令的数据的易失性存储。存储装置556提供用于软件指令的非易失性存储，例如，操作系统(未图示)。系统550还包括网络接口551，用于连接到任何种类的网络，包含广域网(WAN)和局域网(LAN)。

参数化模块553进一步连接到总线555。参数化模块553可以经配置以产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化。至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的CAD模型的相应几何面。形状函数模块554以通信方式耦合到参数化模块553。形状函数模块554经配置以使用至少一个面的相应形状以及至少一个面的对应产生的参数化来确定至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状。所确定的形状函数描述至少一个FEA模型的至少一个面的形状。更新模块559进一步连接到总线555。更新模块559对形状函数模块554的结果作出响应。更新模块559经配置以使用由形状函数模块554确定的形状函数来更新CAD模型。

系统550以及其各种模块可以经配置以执行如本文所描述的本发明的实施例中的任一者。如本文所描述，本发明的实施例可以以CAD模型、FEA模型和/或经修改的FEA模型的任何组合开始。因此，系统550可以通过其各种组件中的任一者(例如，网络接口551和/或输入/输出装置接口558)接收FEA模型、对应经修改的FEA模型和/或对应CAD模型。类似地，系统550可以通过接口558的I/O装置输出系统550执行的各种处理中的任一者的结果。此外，根据系统550的实施例，如本文所描述的模块可以是软件模块，所述软件模块可以由处理器(例如，CPU 552)执行。系统550的替代实施例进一步包括优化模块。优化模块可以经配置以使用FEA模型以及至少一个基于物理的分析来产生FEA模型的经修改版本。系统550可以进一步包括FEA模型产生模块，所述FEA模型产生模块经配置以根据待更新的CAD模型产生至少一个FEA模型。

根据系统550的实施例，参数化模块553可以经配置以使用某一过程来产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化，所述过程包括确定与至少一个FEA模型的相应面对应的相应的一组或多组表面多边形，其中所述表面多边形与FEA模型元素相关联，所述模型元素包括节点和边缘。用于产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化的前述过程进一步包括确定用于限定CAD模型的相应CAD表面中的点的相应uv参数值。相应CAD表面中的点对应于与表面多边形相关联的节点，所述表面多边形对应于至少一个FEA模型的相应面。最终，所述过程以将每个表面多边形的内部uv参数化结束，使得确定用于相应CAD表面中的点的uv参数值与每个表面多边形的内部的uv参数化一致，并且使得相邻多边形具有共用边缘的一致uv参数化。

根据系统550的替代实施例，uv参数化模块553可以进一步经配置以使用表面拟合算法来确定每个表面多边形的内部的uv参数化。在系统550的替代实施例中，至少一个FEA模型的每个面的相应形状可以基于至少一个FEA模型的节点。在系统550以及形状函数模块554的另一实施例中，至少一个FEA模型的至少一个面的所确定的形状函数是G1形状函数。在系统550的替代实施例中，至少一个FEA模型的每个相应面的产生的参数化将至少一个FEA模型的相应面中的点映射到CAD模型的几何面的每个相应表面上的对应点中。

本发明的另一实施例涉及一种计算机实施的方法。在此实施例中，一种其上存储有指令序列的非暂时性计算机可读媒体，当由耦合到设备上的处理器加载和执行时，所述指令序列使所述设备能够基于经修改的网格更新CAD模型。在此实施例中，处理器/设备通过产生至少一个FEA模型的每个相应面的参数化而开始，至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的CAD模型的相应几何面。接下来，使用至少一个面的相应形状以及至少一个面的对应产生的参数化来确定至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数，所确定的形状函数描述至少一个FEA模型的至少一个面的形状。最终，处理器/设备通过使用所确定的形状函数来更新CAD模型而结束。

图6图示其中可以实施本发明的实施例的计算机网络环境660。在计算机网络环境660中，服务器661通过通信网络662链接到客户端663a至663n。环境660可以单独地或与服务器661组合用于使客户端663a至663n能够执行上文所描述的方法。应理解，上述实例实施例可以以多种不同方式实施。在一些情况下，本文所描述的各种方法和机器各自可以通过物理的、虚拟的或混合通用计算机或计算机网络环境(例如，计算机环境660)实施。

本发明的各实施例或方面可以以硬件、固件或软件的形式实施。如果以软件形式实施，那么软件可以存储于任何非暂时性计算机可读媒体上，所述非暂时性计算机可读媒体经配置以使处理器能够加载软件或其指令的子集。处理器随后执行指令并且经配置以操作或使设备能够以如本文所描述的方式操作。

此外，固件、软件、例程或指令在本文中可以描述为执行数据处理器的某些动作和/或功能。然而，应了解，本文中含有的此类描述仅出于方便起见并且此类动作实际上由执行固件、软件、例程、指令等的计算装置、处理器、控制器或其他装置引起。

还应理解，流程图、框图以及网络图可以包含不同地布置或不同地呈现的更多或更少元素。但是应进一步应理解，某些实施方案可以指示图示了以特定方式实施的实施例的执行的框图和网络图以及框图和网络图的数目。

因此，其他实施例还可以以多种计算机架构、物理虚拟的云计算机和/或其一些组合来实施，并且因此本文所描述的数据处理器仅意图用于说明的目的并且不作为实施例的限制。

本文中所引用的所有专利、公开申请案及参考的教示均以全文引用的方式并入。

虽然本发明已经参照其实例实施例特定示出和描述，但所属领域的技术人员应理解，在不脱离由所附权利要求书涵盖的本发明的范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种用于更新计算机辅助设计CAD模型的方法，其特征在于，所述方法包括：

产生至少一个有限元分析FEA模型的每个相应面的参数化，所述至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的计算机辅助设计CAD模型的相应几何面，并且所述至少一个FEA模型的每个面具有相应形状；

使用至少一个面的所述相应形状以及所述至少一个面的对应产生的参数化来确定所述至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数，所确定的形状函数描述所述至少一个FEA模型的所述至少一个面的所述形状；以及

使用所述所确定的形状函数更新所述CAD模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个FEA模型包括：

FEA模型；以及

所述FEA模型的经修改版本。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：

使用所述FEA模型以及至少一个基于物理的分析来产生所述FEA模型的所述经修改版本，所述基于物理的分析是应力分析类型、流体分析类型、散热分析类型和/或电磁分析类型中的一者。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在产生所述至少一个FEA模型的每个相应面的所述参数化之前，根据所述CAD模型产生所述至少一个FEA模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生所述至少一个FEA模型的每个相应面的所述参数化包括：

确定与所述至少一个FEA模型的所述相应面对应的相应的一组或多组表面多边形，所述表面多边形与FEA模型元素相关联，所述模型元素包括节点和边缘；

确定用于限定所述CAD模型的相应CAD表面中的点的相应uv参数值，所述相应CAD表面中的所述点对应于与所述表面多边形相关联的所述节点，所述表面多边形对应于所述至少一个FEA模型的所述相应面；以及

将每个表面多边形的内部uv参数化，使得确定用于所述相应CAD表面中的所述点的所述uv参数值与每个表面多边形的所述内部的uv参数化一致，并且使得相邻多边形具有共用边缘的一致uv参数化。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将每个表面多边形的所述内部uv参数化使用表面拟合算法来完成。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述表面拟合算法是能量最小化B样表面拟合算法。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个FEA模型的每个面的所述相应形状基于所述至少一个FEA模型的节点。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个FEA模型的所述至少一个面的所述所确定的形状函数是G1形状函数。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个FEA模型的每个相应面的所述产生的参数化将所述至少一个FEA模型的所述相应面中的点映射到所述CAD模型的所述几何面的每个相应表面上的对应点中。

11.一种用于更新计算机辅助设计CAD模型的系统，其特征在于，所述系统包括：

参数化模块，所述参数化模块经配置以产生至少一个有限元分析FEA模型的每个相应面的参数化，所述至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的计算机辅助设计CAD模型的相应几何面，并且所述至少一个FEA模型的每个面具有相应形状；

形状函数模块，所述形状函数模块经配置以使用至少一个面的所述相应形状以及所述至少一个面的对应产生的参数化来确定所述至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数，所确定的形状函数描述所述至少一个FEA模型的所述至少一个面的所述形状；以及

更新模块，所述更新模块经配置以使用所述所确定的形状函数更新所述CAD模型。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个FEA模型包括：

FEA模型；以及

所述FEA模型的经修改版本。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，进一步包括：

优化模块，所述优化模块经配置以使用所述FEA模型以及至少一个基于物理的分析来产生所述FEA模型的所述经修改版本，所述基于物理的分析是应力分析类型、流体分析类型、散热分析类型和/或电磁分析类型中的一者。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，进一步包括：

FEA模型产生模块，所述FEA模型产生模块经配置以根据所述CAD模型产生所述至少一个FEA模型。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述参数化模块经配置以使用一过程来产生所述至少一个FEA模型的每个相应面的所述参数化，所述过程包括：

确定与所述至少一个FEA模型的所述相应面对应的相应的一组或多组表面多边形，所述表面多边形与FEA模型元素相关联，所述模型元素包括节点和边缘；

确定用于限定所述CAD模型的相应CAD表面中的点的相应uv参数值，所述相应CAD表面中的所述点对应于与所述表面多边形相关联的所述节点，所述表面多边形对应于所述至少一个FEA模型的所述相应面；以及

将每个表面多边形的内部uv参数化，使得确定用于所述相应CAD表面中的所述点的所述uv参数值与每个表面多边形的所述内部的uv参数化一致，并且使得相邻多边形具有共用边缘的一致uv参数化。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述参数化模块经配置以使用表面拟合算法来确定每个表面多边形的所述内部的所述uv参数化。

17.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个FEA模型的每个面的所述相应形状基于所述至少一个FEA模型的节点。

18.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个FEA模型的所述至少一个面的所述所确定的形状函数是G1形状函数。

19.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个FEA模型的每个相应面的所述产生的参数化将所述至少一个FEA模型的所述相应面中的点映射到所述CAD模型的所述几何面的每个相应表面上的对应点中。

20.一种其上存储有指令序列的非暂时性计算机可读媒体，当由耦合到设备上的处理器加载和执行时，所述指令序列使所述设备能够：

产生至少一个有限元分析FEA模型的每个相应面的参数化，所述至少一个FEA模型的每个相应面对应于待更新的计算机辅助设计CAD模型的相应几何面，并且所述至少一个FEA模型的每个面具有相应形状；

使用至少一个面的所述相应形状以及所述至少一个面的对应产生的参数化来确定所述至少一个FEA模型的至少一个面的相应形状函数，所确定的形状函数描述所述至少一个FEA模型的所述至少一个面的所述形状；以及

使用所述所确定的形状函数更新所述CAD模型。