CN110414142A - 浓密机的参数化建模方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及计算机仿真技术领域，具体公开了一种浓密机的参数化建模方法。该方法包括：建立浓密机的实体模型，并生成建模过程的宏文件；确定所述实体模型的参变量，根据所述参变量搭建程序的人机交互界面，并设置程序与三维建模软件之间的接口；对所述宏文件进行编辑，并创建动态链接库文件，以使程序通过所述动态链接库文件调用所述人机交互界面；在所述人机交互界面中设置设计参数，以使三维建模软件根据所述设计参数及编辑后的宏文件生成浓密机模型。本公开能缩短建模时间，降低建模工作量，进而提高浓密机的建模效率。

Description

浓密机的参数化建模方法

技术领域

本公开涉及计算机仿真技术领域，更具体地，涉及一种浓密机的参数化建模。

背景技术

浓密机是典型的固液分离设备，广泛应用于煤炭、环保、冶金、化工等行业，主要用于选矿作业中精矿尾矿的浓缩、工业废水的澄清、湿法冶金的逆流洗涤等工序。由于浓密机结构复杂、承受自重、介质压力、地震载荷及风载等多载荷工况，难以通过室内实验和工业试验完成其结构设计，因此，浓密机的计算机仿真技术对于浓密机的设计研发具有不可小觑的实际性作用。

相关技术中，需要针对每一类型浓密机单独建模，然而，浓密机结构复杂、型号多，导致建模工作量大，建模效率低，所建模型的可扩展性低；同时，对于非专业人员来说，可能无法通过该方法实现建模。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种浓密机的参数化建模，可提高浓密机的建模效率及所建模型的可扩展性，同时降低了建模过程对从业人员的业务需求。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种浓密机的参数化建模方法，所述方法包括：

建立浓密机的实体模型，并生成建模过程的宏文件；

确定所述实体模型的参变量，根据所述参变量搭建程序的人机交互界面，并设置程序与三维建模软件之间的接口；

对所述宏文件进行编辑，并创建动态链接库文件，以使程序通过所述动态链接库文件调用所述人机交互界面；

在所述人机交互界面中设置设计参数，以使所述三维建模软件根据所述设计参数及编辑后的宏文件生成浓密机模型。

在本公开的一种示例性实施例中，所述建立浓密机的实体模型，并生成建模过程的宏文件，包括：建立槽体与槽底的二维模型，并确定中心轴；分别将所述二维模型绕所述中心轴进行旋转生成三维的槽体模型和槽底模型；建立中心柱二维模型，并将所述中心柱二维模型绕所述中心轴进行旋转生成三维的中心柱模型；确定立柱位置，根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋；确定环梁位置，并根据所述环梁位置及所述槽底模型确定环梁模型。

在本公开的一种示例性实施例中，所述确定立柱位置，根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋，包括：

建立具有第一预设数量的同心圆及通过同心圆圆心的直线，所述直线平行于所述同心圆所在平面且具有第二预设数量；获取各所述同心圆与所述直线之间的交点；将所述交点映射于所述槽底模型上，并将获得的映射点确定为所述立柱位置；根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋，包括：

建立通过所述立柱位置且平行于所述中心轴的直线；为所述直线赋予型材属性，以确定所述立柱模型；从所述立柱模型中的外圈立柱模型中选取目标立柱模型，并为所述目标立柱模型设置拉筋。

在本公开的一种示例性实施例中，所述确定环梁位置，并根据所述环梁位置及槽底模型确定环梁模型，包括：

获取具有第三预设数量的同心圆，将所述同心圆映射于所述槽底模型，并将获得的映射圆确定为所述环梁位置；为所述环梁位置对应的映射圆赋予型材属性，以确定所述环梁模型。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参变量包括槽体厚度、中心轴位置、立柱坐标位置、立柱型号、立柱数量、环梁数量、环梁位置、环梁型号、型材属性、拉筋型号及工艺条件。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述人机交互界面中设置设计参数，以使所述三维建模软件根据所述设计参数及编辑后的宏文件生成浓密机模型之前，所述方法还包括：建立所述参变量对应的参变量数据库，以从所述参变量数据库中确定目标设计参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：对生成的所述浓密机模型进行网格划分，并进行仿真计算。

在本公开的一种示例性实施例中，所述型材属性包括H型钢。

在本公开的一种示例性实施例中，所述三维建模软件包括SolidWorks软件。

本公开的示例性实施方式中的浓密机的参数化建模方法，对建立浓密机实体模型的过程进行宏录制，同时基于预设的参变量对该宏录制进行编辑，以通过输入参数的方式快速生成不同的浓密机模型。一方面，通过对录制宏的编辑，将浓密机的设计参数化，使得仅通过输入浓密机的相关参数便可生成浓密机模型，提高了建模效率；同时，通过改变浓密机的相关参数便可获得新的浓密机模型，提高了模型的可扩展性；另一方面，允许应用于任意类型浓密机，也无需局限于专业建模人员的操作，整个建模过程简单、适用范围广，实用性高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出了本公开的示例性实施方式的浓密机的参数化建模方法的流程图；

图2示意性示出了本公开的示例性实施方式的浓密机的实体模型建模流程图；

图3示意性示出了本公开的示例性实施方式的建立立柱模型的流程图；

图4示意性示出了本公开的示例性实施方式的立柱对应的坐标点的示意图；

图5示意性示出了本公开的示例性实施方式的生成环梁模型的流程图；

图6示意性示出了本公开的示例性实施方式的人机交互界面的示意图；

图7示意性示出了本公开的示例性实施方式的建模生成的浓密机模型示意图；

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

用语“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

在本公开的示例性实施方式中，首先提供了一种浓密机的参数化建模方法。图1示出了本公开示例性实施方式的浓密机的参数化建模方法的流程图，参考图1，该浓密机的参数化建模方法包括以下步骤：

步骤S110：建立浓密机的实体模型，并生成建模过程的宏文件；

步骤S120：确定所述实体模型的参变量，根据所述参变量搭建程序的人机交互界面，并设置程序与三维建模软件之间的接口；

步骤S130：对所述宏文件进行编辑，并创建动态链接库文件，以使程序通过所述动态链接库文件调用所述人机交互界面；

步骤S140：在所述人机交互界面中设置设计参数，以使三维建模软件根据所述设计参数及编辑后的宏文件生成浓密机模型。

根据本示例性实施方式中的浓密机的参数化建模方法，一方面，通过对录制宏的编辑，将浓密机的设计参数化，使得仅通过输入浓密机的相关参数便可生成浓密机模型，提高了建模效率；同时，通过改变浓密机的相关参数便可获得新的浓密机模型，提高了模型的可扩展性；另一方面，允许应用于任意类型浓密机，也无需局限于专业建模人员的操作，整个建模过程简单、适用范围广，实用性高。

下面将结合图1对本公开示例性实施方式中的浓密机的参数化建模方法进行详细阐述：

在步骤S110中，建立浓密机的实体模型，并生成建模过程的宏文件。

在本公开的示例性实施方式中，宏文件为能够自动完成某项工作的一系列指令的集合，首先将建立浓密机的实体模型的建模过程通过录制宏文件的形式记录。具体的，图2示出了浓密机的实体模型建模流程图，如图2所示，该过程包括如下步骤：

在步骤S210中，建立槽体与槽底的二维模型，并确定中心轴。

在本公开的示例性实施方式中，首先建立槽体和槽底的二维模型，并基于槽体与槽底的二维模型确定中心轴，中心轴将整个浓密机实体模型分为对称部分。例如，在建立二维模型的坐标空间内，可将某一目标坐标轴确定为中心轴，并作为后续建模过程的中心基准。

在步骤S220中，分别将所述二维模型绕所述中心轴进行旋转生成三维的槽体模型和槽底模型。

在本公开的示例性实施方式中，将槽体的二维模型绕中心轴进行旋转，生成槽体三维模型；将槽底的二维模型绕中心轴进行旋转，生成槽底二维模型。其中旋转方式包括但不限于顺时针旋转、逆时针旋转，需要说明的是，旋转得到的槽体模型和槽底模型具有相同直径，并等于浓密机的直径。

在步骤S230中，建立中心柱二维模型，并将所述中心柱二维模型绕所述中心轴进行旋转生成三维的中心柱模型。

在本公开的示例性实施方式中，建立中心柱的二维模型，并将该二维模型绕中心轴进行旋转生成中心柱模型，其中中心柱位置与槽底中心对应。

在步骤S240中，确定立柱位置，根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋。

在本公开的示例性实施方式中，立柱与槽底相连，并对整个浓密机起支撑作用。图3示出了建立立柱模型的流程图，如图3所示，该过程包括：

在步骤S310中，建立具有第一预设数量的同心圆及通过同心圆圆心的直线，所述直线平行于所述同心圆所在平面且具有第二预设数量。

在本公开的示例性实施方式中，第一预设数量和第二预设数量根据待建立浓密机模型的具体类型确定，例如，对于直径为36m的浓密机，第一预设数量可以为4，第二预设数量可以为10，当然，第一预设数量和第二预设数量还可以为其它数值，本公开对此不再一一列举。同时，各同心圆的直径及分布也根据待建立浓密机模型确定，例如对于直径为36m的浓密机，其4个同心圆的直径可分别为5m、12m、18m及23.6m，且各同心圆为等间隔分布，通过同心圆圆心的直线也为等间隔分布。需要说明的是，根据实际中待建立浓密机模型，各同心圆的直径及分布、通过同心圆的直线分布还可以为其他，例如通过通信圆的直线为非等间隔分布，等等，本公开对此不做特殊限定。

在步骤S320中，获取各所述同心圆与所述直线之间的交点。

在本公开的示例性实施方式中，通过确定同心圆与直线之间的交点，即可确定立柱对应的坐标点，图4示出了立柱对应的坐标点的示意图，继续参照直径为36m的浓密机的建模参数，每一条直线与4个同心圆确定8个交点，则10条直线与4个同心圆共确定80个交点，且为等间隔。当然，若实际中交点的数量还根据待建立浓密机模型改变，本公开对此不再赘述。

在步骤S330中，将所述交点映射于所述槽底模型上，并将获得的映射点确定为所述立柱位置。

在本公开的示例性实施方式中，在确定了立柱对应的交点后，将该交点映射于槽底模型上，即确定立柱与槽底的接触点，并将该接触点作为立柱的位置所在。

在步骤S340中，根据所述立柱位置及所述槽底模型确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋。

在本公开的示例性实施方式中，首先，以立柱位置对应的映射点为顶点，建立通过该映射点且平行于中心轴的直线；然后，为直线赋予型材属性，以确定立柱模型；最后，从立柱模型中的外圈立柱模型中选取目标立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋。其中，赋予型材属性是为模型赋予材料属性，型材属性包括H型钢和槽钢，例如，为上述平行于中心轴的直线赋予H型钢属性，则生成浓密的立柱模型；拉筋是为提高模型骨架的整体性起拉结作用的结构，在基于同心圆确定的立柱模型中，从外圈立柱模型中确定目标立柱模型，例如，在外圈立柱模型中可以每间隔一个确定一个目标立柱模型，或者，每间隔两个确定一个目标立柱模型，当然，还可以根据实际情况，以其它形式确定目标立柱模型，在可选的实施例中，也可以将外圈立柱模型全部确定为目标立柱模型；在可选的实施例中，并非在外圈立柱模型中确定目标立柱模型，还可以从全部的立柱模型中确定目标立柱模型，本公开对目标立柱模拟的数量和选择方式不做特殊限定。

其中，为目标立柱模型设置拉筋时，需要在目标立柱模型之间建立直线，并为各直线赋予材料属性，例如直线圆管截面；还可以根据实际情况，选择相应型号的拉筋，本公开对此不做具体要求。

在步骤S250中，确定环梁位置，并根据所述环梁位置及槽底模型确定环梁模型。

在本公开的示例性实施方式中，环梁为浓密机中增强维护结构，图5示出了生成环梁模型的流程图，如图5所述，该过程包括如下步骤：

在步骤S510中，获取具有第三预设数量的同心圆，将所述同心圆映射于所述槽底模型，并将获得的映射圆确定为所述环梁位置。

在本公开的示例性实施方式中，第三预设数量的同心圆的直径及分布也可根据待建立浓密机模型的具体类型确定的，继续参考直径为36m的浓密机结构参数，第三预设数量可以为5，当然也可以为其它数量，本公开对此不做特殊限定。需要说明的是，具有第三预设数量的同心圆的直径小于浓密机的直径，这样方可通过将同心圆映射于槽底模型，并将获得的映射圆确定为环梁位置。

在步骤S520中，为所述环梁位置对应的映射圆赋予型材属性，以确定所述环梁模型。

在本公开的示例性实施方式中，继续参考直径为36m的浓密机结构参数，可赋予映射圆H型钢截面，以生成环梁模型。

需要说明的是，上述建模过程还包括建立支座模型等浓密机模型结构，其建模过程均包含于生成的宏文件中，同时，对于不同类型的待建立浓密机模型，其对应的建模过程及模型结构参数可能存在差异，但在建模的过程中均通过录制宏文件的方式进行记录是一致的，本公开对此不再一一列举。

在步骤S120中，确定所述实体模型的参变量，根据所述参变量搭建程序的人机交互界面，并设置程序与三维建模软件之间的接口。

在本公开的示例性实施方式中，实体模型的参变量为浓密机模型建立过程中的可变参数，通过调整可变参数的形式能驱动浓密机模型的建立；人机交互界面包括但不限于参数设置界面、参数选择界面等；程序包括但不限于VB(Visual Basic，一种通用的基于对象的程序设计语言)、高级程序语言C等；三维建模软件包括但不限于SolidWorks软件、SpaceClaim软件和UG(Unigraphics，交互式计算机辅助设计与计算机辅助制造)软件等。通常外部数据在驱动三维建模软件时，需打开三维建模软件的数据接口，当数据接口打开后，三维建模软件即可根据程序中的参数自动接收数据并创建模型。其中，程序与三维建模软件之间的接口可以为三维建模软件对应的API接口等(Application ProgrammingInterface，应用程序编程接口)，本公开对此不做特殊限定。

具体而言，参变量包括槽体厚度、中心轴位置、立柱坐标位置、立柱型号、立柱数量、环梁数量、环梁位置、环梁型号、型材属性、拉筋型号及工艺条件等，还可以根据实际建模需要，确定其它参变量，本公开对此不再一一列举。同时，在可选的实施例中，还可以建立参变量对应的参变量数据库，以根据参变量数据库设置设计参数，进而使建模过程参数化，整个建模过程仅需调整相应的参数即可，操作简单，实用性强，即使为非专业建模人员也可通过参数的设置生成浓密机模型。

在步骤S130中，对所述宏文件进行编辑，并创建动态链接库文件，以使程序通过所述动态链接库文件调用所述人机交互界面。

在本公开的示例性实施方式中，通过将录制的宏文件进行编辑，将原先文件中的常量修改为变量形式，以实现参数化设计，在可选的实施例中，录制宏文件可能存在建模过程的遗漏，那么宏文件的编辑过程时，还可以将遗漏部分的建模过程进行编辑。动态链接库文件为一个DLL(Dynamic Link Library)文件，其中，在可选的实施例中，在程序生成动态链接库文件的过程中，需定义动态链接库文件与三维建模软件的接口，并将生成的动态链接库文件直接打开或写注册表的形式转化为三维建模软件的插件菜单，那么在三维软件工作环境中通过直接调用该动态链接库文件，就可自动打开程序的人机交互界面。

在步骤S140中，在所述人机交互界面中设置设计参数，以使所述三维建模软件根据所述设计参数及编辑后的宏文件生成浓密机模型。

在本公开的示例性实施方式中，图6示出了人机交互界面的示意图，参照图6所示，通过在人机交互界面中输入的设计参数，三维建模软件自动根据该设计参数运行编辑后的宏文件，生成浓密机模型，图7示出了基于人机交互界面中输入的设计参数生成的浓密机模型及部分结构标识，包括：环梁701、槽体702、立柱703、拉筋704及槽底705等，本公开的浓密机建模方法实现了浓密机模型的快速生成，建模过程简单，大大缩短了建模时间，进而提高工作效率，同时通过设计参数的改变生成新的模型，提高了浓密机模型的可扩展性。

另外，在可选的实施例中，还可以在生成浓密机模型后，基于该浓密机模型进行网格划分(即将模型分为多个小单元)、仿真计算及后处理过程，以完成浓密机的仿真计算，本公开对此部分不做详细描述。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种浓密机的参数化建模方法，其特征在于，包括：

建立浓密机的实体模型，并生成建模过程的宏文件；

确定所述实体模型的参变量，根据所述参变量搭建程序的人机交互界面，并设置程序与三维建模软件之间的接口；

对所述宏文件进行编辑，并创建动态链接库文件，以使程序通过所述动态链接库文件调用所述人机交互界面；

在所述人机交互界面中设置设计参数，以使所述三维建模软件根据所述设计参数及编辑后的宏文件生成浓密机模型。

2.根据权利要求1所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述建立浓密机的实体模型，并生成建模过程的宏文件，包括：

建立槽体与槽底的二维模型，并确定中心轴；

分别将所述二维模型绕所述中心轴进行旋转生成三维的槽体模型和槽底模型；

建立中心柱二维模型，并将所述中心柱二维模型绕所述中心轴进行旋转生成三维的中心柱模型；

确定立柱位置，根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋；

确定环梁位置，并根据所述环梁位置及所述槽底模型确定环梁模型。

3.根据权利要求2所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述确定立柱位置，根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋，包括：

建立具有第一预设数量的同心圆及通过同心圆圆心的直线，所述直线平行于所述同心圆所在平面且具有第二预设数量；

获取各所述同心圆与所述直线之间的交点；

将所述交点映射于所述槽底模型上，并将获得的映射点确定为所述立柱位置；

根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋。

4.根据权利要求3所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述根据所述立柱位置及所述中心轴确定立柱模型，并为目标立柱模型设置拉筋，包括：

建立通过所述立柱位置且平行于所述中心轴的直线；

为所述直线赋予型材属性，以确定所述立柱模型；

从所述立柱模型中的外圈立柱模型中选取目标立柱模型，并为所述目标立柱模型设置拉筋。

5.根据权利要求2所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述确定环梁位置，并根据所述环梁位置及槽底模型确定环梁模型，包括：

获取具有第三预设数量的同心圆，将所述同心圆映射于所述槽底模型，并将获得的映射圆确定为所述环梁位置；

为所述环梁位置对应的映射圆赋予型材属性，以确定所述环梁模型。

6.根据权利要求1所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述参变量包括槽体厚度、中心轴位置、立柱坐标位置、立柱型号、立柱数量、环梁数量、环梁位置、环梁型号、型材属性、拉筋型号及工艺条件。

7.根据权利要求1所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，在所述人机交互界面中设置设计参数，以使所述三维建模软件根据所述设计参数及编辑后的宏文件生成浓密机模型之前，所述方法还包括：

建立所述参变量对应的参变量数据库，以从所述参变量数据库中确定所述设计参数。

8.根据权利要求1所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述方法还包括：

对生成的所述浓密机模型进行网格划分，并进行仿真计算。

9.根据权利要求4或5所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述型材属性包括H型钢。

10.根据权利要求1至8任一项所述的浓密机的参数化建模方法，其特征在于，所述三维建模软件包括SolidWorks软件。