CN112231844B - 零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112231844B
CN112231844B CN202011193652.3A CN202011193652A CN112231844B CN 112231844 B CN112231844 B CN 112231844B CN 202011193652 A CN202011193652 A CN 202011193652A CN 112231844 B CN112231844 B CN 112231844B
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
point
cross
curve
curved surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011193652.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112231844A (zh
Inventor
张文升
阿璐斯
王凯
崔峥
薛帮猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
Original Assignee
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commercial Aircraft Corp of China Ltd, Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC filed Critical Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority to CN202011193652.3A priority Critical patent/CN112231844B/zh
Publication of CN112231844A publication Critical patent/CN112231844A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112231844B publication Critical patent/CN112231844B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Image Generation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质，包括：通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在截面曲线上的比例参数；根据各截面点在截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对各截面点进行排序，获取第一排序结果；按照第一排序结果输出各截面点的坐标。该曲面离散方法中，一方面，可以方便地在CATIA环境下针对任意曲面进行离散，方便快捷，另一方面，该离散过程能够始终保证生成的截面点在原始的曲面特征上，不存在会造成误差的任何拟合过程，离散过程的准确性较高。

Description

零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及航空设计技术领域，尤其涉及一种零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在飞机气动设计过程中，一般先采用计算机图形辅助三维交互式应用(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application，CATIA)软件设计飞机的零件模型的几何造型，之后，使用快速气动分析工具对设计的零件模型开展性能评估，以提高设计效率，保证设计质量。一般情况下，无论商业化的或者自行开发的快速气动分析工具，很难直接读取由CATIA软件生成的零件模型的曲面，需要对零件模型的曲面进行离散，以获得截面点。快速气动分析工具再根据截面点进行气动分析。
目前，在针对设计方案开展快速气动性能评估时，曲面离散这部分一般是借助第三方商业网格生成软件，如ANSYS ICEM-CFD、PointWise等。进行曲面离散的常用步骤为：第三方商业网格生成软件读入由CATIA软件生成的零件模型，然后生成该零件模型的表面网格或者截面网格，而后将生成的表面网格或截面网格按照一定的格式输出，最终将上述输出进行一定的处理，如排序、格式整理等，才可被快速气动分析工具使用。
但是，上述步骤极为繁琐，降低了飞机气动设计的效率。
发明内容
本发明提供一种零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质，以解决目前的零件模型的曲面离散方法较为繁琐的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种零件模型的曲面离散方法，包括：
通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；
通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在所述截面曲线上的比例参数；
根据各截面点在所述截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对所述各截面点进行排序，获取第一排序结果；
按照所述第一排序结果输出各截面点的坐标。
第二方面，本发明实施例提供一种零件模型的曲面离散装置，包括：
第一获取模块，用于通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；
第一确定模块，用于通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在所述截面曲线上的比例参数；
第二获取模块，用于根据各截面点在所述截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对所述各截面点进行排序，获取第一排序结果；
输出模块，用于按照所述第一排序结果输出各截面点的坐标。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面提供的零件模型的曲面离散方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面提供的零件模型的曲面离散方法。
本实施例提供一种零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在截面曲线上的比例参数；根据各截面点在截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对各截面点进行排序，获取第一排序结果；按照第一排序结果输出各截面点的坐标。该曲面离散方法中，一方面，可以方便地在CATIA环境下针对任意曲面进行离散，方便快捷，另一方面，该离散过程能够始终保证生成的截面点在原始的曲面特征上，不存在会造成误差的任何拟合过程，离散过程的准确性较高。
附图说明
图1为本发明提供的一种零件模型的曲面离散方法实施例的流程示意图；
图2A为本发明提供的一种曲面类型的示意图；
图2B为本发明提供的另一种曲面类型的示意图；
图3为本发明提供的零件模型的曲面离散方法获取到的截面曲线以及截面点的示意图；
图4为本发明提供的零件模型的曲面离散方法输出的截面点的示意图；
图5为本发明提供的另一种零件模型的曲面离散方法实施例的流程示意图；
图6为各初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径的示意图；
图7为确定出的加密区以及内点的示意图；
图8为本发明提供的一种零件模型的曲面离散装置实施例的结构示意图；
图9为本发明提供的另一种零件模型的曲面离散装置实施例的结构示意图；
图10为本发明提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在飞机气动设计过程中，首先采用CATIA软件设计零件模型。之后，对该零件模型进行气动分析。在进行气动分析时，需要对零件模型的曲面进行离散。本实施例提供一种零件模型的曲面离散方法，相较于目前通过第三方商业网格生成软件进行曲面离散的方式，可以利用CATIA软件实现曲面离散，提高了曲面离散的效率。
图1为本发明提供的一种零件模型的曲面离散方法实施例的流程示意图。本实施例适用于对CATIA软件生成的零件模型的曲面进行离散的场景中。本实施例可以由零件模型的曲面离散装置来执行，该零件模型的曲面离散装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该零件模型的曲面离散装置可以集成于计算机设备中。如图1所示，本实施例提供的零件模型的曲面离散方法包括如下步骤：
步骤101：通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线。
具体地，为了描述方便，本实施例中将需要进行曲面离散的零件模型称为待分析零件模型。本实施例中的待分析零件模型可以为飞机的零件模型，例如，发动机短舱的模型、机翼的模型等。当然，本实施例中的待分析模型还可以为汽车行业、船舶行业以及电子行业等行业所涉及到的零件模型。本实施例中的曲面可以为三维曲面。
可选地，在进行步骤101之前，还可以先进行待分析零件模型的曲面的检查及修复，以确保该待分析零件模型上不能存在单独的碎面、重复面、缝隙或破洞，防止截面曲线间断或重复，并且保证三维曲面不能为封闭曲面，避免发生运算错误。
可选地，可以通过以下方式获取待分析零件模型的曲面的截面曲线：确定曲面的曲面类型，其中，曲面类型包括：线性阵列排布曲面以及圆周阵列排布曲面；根据曲面类型，确定与曲面类型对应的截面；确定截面与曲面的交线，将交线确定为曲面的截面曲线。
这里的截面可以为线性阵列截面或圆周阵列截面。若曲面类型为线性阵列排布曲面，则与该曲面类型对应的截面为线性阵列截面；若曲面类型为圆周阵列截面，则与该曲面类型对应的截面为圆周阵列截面。
线性阵列截面指的是多个截面线性排布。圆周阵列截面指的是多个截面围绕圆周排布。
在确定曲面类型时，可以判定曲面在某一方向的相似特征线。当该相似特征线为线性阵列排布时，确定该曲面为线性阵列排布曲面；当该相似特征线为圆周阵列排布时，确定该曲面为圆周阵列排布曲面。
图2A为本发明提供的一种曲面类型的示意图。如图2A所示，其示出了圆周阵列排布曲面。该待分析零件模型为环形部件。示例性地，该待分析零件模型可以为发动机短舱。
图2B为本发明提供的另一种曲面类型的示意图。如图2B所示，其示出了线性阵列排布曲面。示例性地，该待分析零件模型可以为机翼。
在确定出曲面类型之后，选定与该曲面类型对应的截面，利用CATIA软件的曲面相交功能求出各截面与曲面的交线。将这些交线称为曲面的截面曲线。
可以理解的是，该曲面类型对应的截面可以为多个截面，相对应地，这多个截面与曲面的交线也为多个。因此，本实施例确定出的截面曲线可以为多个。当然，本实施例确定出的截面曲线也可以为1个。
其中，图2A中的曲线21为确定出的该曲面的截面曲线。图2B中的曲线22为确定出的该曲面的截面曲线。
步骤102：通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在截面曲线上的比例参数。
具体地，在确定出待分析零件模型的曲面的截面曲线后，可以通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在截面曲线上的比例参数。
第一种实现方式中，采用平均分布，应用CATIA软件的曲线上的点/比例功能进行点分布建模。如使用n个点(即，截面点)将截面曲线均分，则第i个截面点在截面曲线上的比例参数为应用CATIA软件的测量功能得到每个截面点的坐标。这里的坐标系可以为待分析零件模型所在的坐标系。
图3为本发明提供的零件模型的曲面离散方法获取到的截面曲线以及截面点的示意图。如图3所示，截面曲线31上分布了n个截面点32。
第二种实现方式中，这里的截面点包括初始截面点以及内点。其中，初始截面点为采用平均分布，应用CATIA软件的曲线上的点/比例功能进行点分布建模得到的点。内点为在截面曲线的某些区域中插入的点。这种实现方式将在下文进行详细描述。
步骤103：根据各截面点在截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对各截面点进行排序，获取第一排序结果。
具体地，第一预设排列规则可以为比例参数由小到大或者比例参数由大到小等规则。这里的各截面点指的是同一个截面曲线上的截面点。
按照截面点对应的比例参数由小到大、由大到小或者其他排列规则，对同一个截面曲线上的各截面点进行排序。将排序后的截面点的序列称为第一排序结果。
步骤104：按照第一排序结果输出各截面点的坐标。
具体地，在确定出第一排序结果之后，根据该第一排序结果输出各截面点的坐标。具体为：第一排序结果中排列在第i位的截面点，其对应的坐标也排在多个坐标中的第i位。
以下以一个具体的例子说明步骤103及步骤104的实现过程。假设某个截面曲线有4个截面点：a1、a2、a3以及a4。假设截面点a1的坐标为(x1，y1，z1)，比例参数为0；截面点a2的坐标为(x2，y2，z2)，比例参数为1/3；截面点a3的坐标为(x3，y3，z3)，比例参数为2/3；截面点a4的坐标为(x4，y4，z4)，比例参数为1。假设第一预设排列规则为按照比例参数由小到大的顺序排列。则根据比例参数以及第一预设排列规则，对各截面点进行排序，获取到的第一排序结果为(a1，a2，a3，a4)。按照第一排序结果输出的各截面点的坐标为：(x1，y1，z1)，(x2，y2，z2)，(x3，y3，z3)，(x4，y4，z4)。
一种实现方式中，在截面曲线的数量为多个的场景中，在步骤102之后，本实施例提供的曲面离散方法还包括如下步骤：按照第二预设排列规则以及各截面曲线所在的截面与起始截面之间的距离或者角度，对各截面曲线进行排序，获取第二排序结果。相对应地，步骤104具体可以为：按照第二排序结果输出各截面曲线的截面点的坐标；按照第一排序结果输出同一个截面曲线中各截面点的坐标。
在该实现方式中，起始截面为预先指定的截面。在截面为线性阵列截面的场景中，根据各截面曲线所在的截面与起始截面的距离以及第二预设排列规则，对各截面曲线进行排序。在截面为圆周阵列截面的场景中，根据各截面曲线所在的截面与起始截面的角度以及第二预设排列规则，对各截面曲线进行排序。第二预设排列规则可以为各截面曲线所在的截面与起始截面之间的距离或者角度由小到大的顺序或者由大到小的顺序。
相对应地，在步骤104中，对于不同截面曲线，按照第二排序结果输出各截面曲线的截面点的坐标；对应同一截面曲线，按照第一排序结果输出同一个截面曲线中各截面点的坐标。
该实现方式可以在截面曲线的数量为多个的场景中，实现按顺序排列截面曲线，以及，按顺序排列截面曲线中的截面点，便于提高后续基于截面点进行分析的效率。
以下以一个具体的例子说明上述实现过程。假设有3个截面曲线P1、P2及P3。假设P3所在的截面为初始截面。P1所在的截面与初始截面的距离为20厘米，P2所在的截面与初始截面的距离为10厘米，P3所在的截面与初始截面的距离为0厘米。第二预设排列规则为按照截面曲线所在的截面与初始截面的距离由小到大的顺序排列。则第二排序结果为(P3，P2，P1)。之后，针对每个截面曲线，根据各截面点在截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对同一个截面曲线上的截面点进行排序，获取各第一排序结果。则在输出的结果中，截面曲线P3的各截面点的坐标排在第一位，截面曲线P2的各截面点的坐标排在第二位，截面曲线P1的各截面点的坐标排在第三位。同一个截面曲线中各截面点的坐标排列顺序，可以按照对应的第一排序结果排列。
图4为本发明提供的零件模型的曲面离散方法输出的截面点的示意图。如图4所示，多个截面曲线按照第二排序结果排列。图4中示出了T个截面曲线。每个截面曲线包括500个截面点。每个截面曲线内的截面点的坐标按照第一排序结果排列。需要说明的是，截面曲线上的截面点的数量可以由用户指定。截面点的坐标包括X轴的坐标、Y轴的坐标以及Z轴的坐标。其中，截面曲线的数量T可以由用户输入。
本实施例提出的曲面离散方法针对CATIA的应用环境开发，能够始终保证生成的截面点在原始的曲面特征上，不存在会造成误差的任何拟合过程。基于本实施例提出的算法，能够有效地采用CATIA二次开发的形式，形成CATIA曲面离散工具，可以方便地在CATIA环境下针对任意曲面进行离散，人工只需要输入及定义即可，方便快捷。
本实施例提供一种零件模型的曲面离散方法，包括：通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在截面曲线上的比例参数；根据各截面点在截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对各截面点进行排序，获取第一排序结果；按照第一排序结果输出各截面点的坐标。该曲面离散方法中，一方面，可以方便地在CATIA环境下针对任意曲面进行离散，方便快捷，另一方面，该离散过程能够始终保证生成的截面点在原始的曲面特征上，不存在会造成误差的任何拟合过程，离散过程的准确性较高。
图5为本发明提供的另一种零件模型的曲面离散方法实施例的流程示意图。本实施例在图1所示实施例及各种可选的实现方案的基础上，对如何确定各截面点的坐标以及各截面点在截面曲线上的比例参数的实现方式作一详细说明。如图5所示，本实施例提供的零件模型的曲面离散方法包括如下步骤：
步骤501：通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线。
步骤501与步骤101的实现过程和技术原理类似，此处不再赘述。
采用截面点表达曲面几何特征的方法，对截面点分布有三大要求：第一是截面按顺序排布，截面上的点也必须按照约定顺序排布；第二是截面点的分布能够准确表达曲面的曲率半径以及曲率半径变化，即在曲率半径相对较小或曲率半径变化较大的区域，截面点分布要充足；第三是截面点总数不能过多，过多的截面点会导致效率低下。
本实施例中获取到的截面点的分布能够准确表达曲面的曲率半径以及曲率半径变化。以下进行详细描述。
步骤502：通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各初始截面点的坐标以及各初始截面点在截面曲线上的比例参数。
本实施例中，截面点包括：初始截面点以及内点。
初始截面点即为通过CATIA软件，采用平均点分布算法得到的截面点。初始截面点的坐标以及各初始截面点在截面曲线上的比例参数的获取过程与步骤102中第一种实现方式中的过程类似，此处不再赘述。
以下详细介绍如何获取内点的坐标及内点在截面曲线上的比例参数的过程。
步骤503：确定每个初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径。
具体地，根据平面3点确定一个圆的算法，确定所有初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径。某一初始截面点对应的曲率半径由与其相邻的两个初始截面点形成的圆确定，例如，将初始截面点t-1，初始截面点t，初始截面点t+1确定出的圆半径作为初始截面点t的曲率半径Rt，并且定义R1＝R2，Rn＝Rn-1。
步骤504：根据初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定加密区。
具体地，本实施例中的加密区指的是需要插入内点的区域。在加密区内插入内点，可以使确定出的截面点能够准确表达曲面的曲率半径以及曲率半径变化，提高了曲面离散的准确性。
可选地，步骤504具体可以包括以下步骤5041、步骤5042以及步骤5043。
步骤5041：根据初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定平均曲率半径以及初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m。
一种实现方式中，将满足Rm-1-Rm＞0以及Rm+1-Rm＞0的点，确定为初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m。其中，Rm-1表示初始截面点(m-1)所在位置的截面曲线的曲率半径，Rm+1表示初始截面点(m+1)所在位置的截面曲线的曲率半径。上述确定曲率半径分布的极小值截面点m的过程可以确定出截面曲线中所有的曲率半径分布的极小值截面点m，保证了曲率半径分布的极小值截面点m的全面性。
可选地，平均曲率半径其中，n表示初始截面点的数量。Ri表示初始截面点i所在位置的截面曲线的曲率半径。
确定出的初始截面点m即为曲率半径分布的极小值点，对应曲线上曲率较大的地方。
图6为各初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径的示意图。确定出的m点如图6所示。
步骤5042：确定初始截面点(m-δ)与初始截面点(m+δ)范围内的初始截面点x所在位置的截面曲线的曲率半径Rx与极小值截面点m所在位置的截面曲线的曲率半径Rm的比值以及，确定初始截面点x所在位置的截面曲线的曲率半径Rx与平均曲率半径/>的比值
其中，δ为预设第一参数，x∈[m-δ,m+δ]。
在步骤5042中，在初始截面点(m-δ)与初始截面点(m+δ)范围内，遍历该范围内的所有初始截面点x，求出以及/>
步骤5043：若并且/>则确定初始截面点x与初始截面点(x+1)之间为加密区。
其中，γ为预设第二参数，m及x均表示初始截面点的序号。
在步骤5043中，若且/>则确定初始截面点x与初始截面点(x+1)之间为加密区。确定出多少个满足条件的初始截面点x，则会相应的有多少个加密区。
示例性地，δ可以为10。γ可以为10。控制了加密区的数量，γ越小，满足条件的Rx越少，则加密区的数量就越少。/>表示对曲率半径极小值附近增大10倍以内的区域进行加密。
步骤5041至步骤5043中确定加密区的过程效率较高，并且，可以保证确定出的加密区的准确性。
步骤505：在加密区内的两个初始截面点之间插入内点。
可选地，在加密区内的初始截面点x与初始截面点(x+1)之间插入y个内点，这y个内点采用平均分布。y可以由用户输入。
图7为确定出的加密区以及内点的示意图。如图7所示，加密区为初始截面点m-2与初始截面点m-1之间的区域，初始截面点m-1与初始截面点m之间的区域，初始截面点m与初始截面点m+1之间的区域，以及，初始截面点m+1与初始截面点m+2之间的区域。示例性地，图7中的y＝2，即在加密区的两个初始截面点之间插入2个内点。图7中以交叉符号表示内点。
步骤506：通过CATIA软件，确定内点的坐标以及内点在截面曲线上的比例参数。
具体地，可以根据公式确定内点在截面曲线上的比例参数。其中，s表示内点在截面曲线上的比例参数，n表示初始截面点的数量，y表示加密区内的初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的内点的数量，a表示内点在加密区的初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的序号，并且，1≤a≤y。
示例性地，请继续参照图7，根据公式计算内点71在截面曲线上的比例参数s71，即上述公式中的x＝m-2，a＝1，y＝2。根据公式计算内点72在截面曲线上的比例参数s72。可以看出，内点71在初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的序号为1，即a＝1；内点72在初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的序号为2，即a＝2。
步骤507：根据各截面点在截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对各截面点进行排序，获取第一排序结果。
步骤507与步骤103的实现过程和技术原理类似，此处不再赘述。
需要说明的是，步骤507中的各截面点在截面曲线上的比例参数包括初始截面点在截面曲线上的比例参数以及内点在截面曲线上的比例参数。
步骤508：按照第一排序结果输出各截面点的坐标。
步骤508与步骤104的实现过程和技术原理类似，此处不再赘述。
请继续参照图2A及图2B，曲线21及曲线22上的点表示离散后的截面点。
本实施例提出的曲面离散方法针对CATIA的应用环境开发，能够反映曲面截面的曲率变化，并能够始终保证生成的截面点在原始的曲面特征上，不存在会造成误差的任何拟合过程。基于本实施例提出的算法，能够有效地采用CATIA二次开发的形式，形成CATIA曲面离散工具，可以方便地在CATIA环境下针对任意曲面进行离散，人工只需要输入及定义即可，方便快捷。
本实施例提供的零件模型的曲面离散方法，一方面，可以方便地在CATIA环境下针对任意曲面进行离散，方便快捷，另一方面，该离散过程能够始终保证生成的截面点在原始的曲面特征上，不存在会造成误差的任何拟合过程，离散过程的准确性较高，再一方面，可以根据各初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径确定加密区，在加密区内插入内点，使得确定出的截面点能够反映曲面截面的曲率变化，进一步提高了离散过程的准确。
图8为本发明提供的一种零件模型的曲面离散装置实施例的结构示意图。本实施例提供的零件模型的曲面离散装置包括如下模块：第一获取模块81、确定模块82、第二获取模块83以及输出模块84。
第一获取模块81，用于通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线。
可选地，第一获取模块81具体用于：确定曲面的曲面类型，其中，曲面类型包括：线性阵列排布曲面以及圆周阵列排布曲面；根据曲面类型，确定与曲面类型对应的截面；确定截面与曲面的交线，将交线确定为曲面的截面曲线。
确定模块82，用于通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在截面曲线上的比例参数。
第二获取模块83，用于根据各截面点在截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对各截面点进行排序，获取第一排序结果。
输出模块84，用于按照第一排序结果输出各截面点的坐标。
可选地，截面曲线的数量为多个。该装置还包括：第三获取模块，用于按照第二预设排列规则以及各截面曲线所在的截面与起始截面之间的距离或者角度，对各截面曲线进行排序，获取第二排序结果。相对应地，输出模块84具体用于：按照第二排序结果输出各截面曲线的截面点的坐标；按照第一排序结果输出同一个截面曲线中各截面点的坐标。
本发明实施例所提供的零件模型的曲面离散装置可执行本发明任意实施例所提供的零件模型的曲面离散方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图9为本发明提供的另一种零件模型的曲面离散装置实施例的结构示意图。本实施例中截面点包括：初始截面点以及内点。本实施例在图8所示实施例及各种可选的实现方案的基础上，对确定模块82的具体结构作一详细说明。如图9所示，本实施例提供的零件模型的曲面离散装置中确定模块82包括如下子模块：第一确定子模块821、第二确定子模块822、第三确定子模块823、内点插入子模块824以及第四确定子模块825。
第一确定子模块821，用于通过CATIA软件，采用平均点分布算法，确定截面曲线上的各初始截面点的坐标以及各初始截面点在截面曲线上的比例参数。
第二确定子模块822，用于确定每个初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径。
第三确定子模块823，用于根据初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定加密区。
具体地，第三确定子模块823具体用于：根据初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定平均曲率半径以及初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m；确定初始截面点(m-δ)与初始截面点(m+δ)范围内的初始截面点x所在位置的截面曲线的曲率半径Rx与极小值截面点m所在位置的截面曲线的曲率半径Rm的比值/>以及，确定初始截面点x所在位置的截面曲线的曲率半径Rx与平均曲率半径/>的比值/>其中，δ为预设第一参数，x∈[m-δ,m+δ]；若/>并且/>则确定初始截面点x与初始截面点(x+1)之间为加密区，其中，γ为预设第二参数，m及x均表示初始截面点的序号。
在根据初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定平均曲率半径以及初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m的方面，第三确定子模块823具体用于：将满足Rm-1-Rm＞0以及Rm+1-Rm＞0的点，确定为初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m。其中，Rm-1表示初始截面点(m-1)所在位置的截面曲线的曲率半径，Rm+1表示初始截面点(m+1)所在位置的截面曲线的曲率半径。
内点插入子模块824，用于在加密区内的两个初始截面点之间插入内点。
第四确定子模块825，用于通过CATIA软件，确定内点的坐标以及内点在截面曲线上的比例参数。
具体地，第四确定子模块825具体用于：根据公式确定内点在截面曲线上的比例参数。其中，s表示内点在截面曲线上的比例参数，n表示初始截面点的数量，y表示加密区的初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的内点的数量，a表示内点在加密区的初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的序号，并且，1≤a≤y。
本发明实施例所提供的零件模型的曲面离散装置可执行本发明任意实施例所提供的零件模型的曲面离散方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图10为本发明提供的计算机设备的结构示意图。如图10所示，该计算机设备包括处理器91和存储器92。该计算机设备中处理器91的数量可以是一个或多个，图10中以一个处理器91为例；该计算机设备的处理器91和存储器92可以通过总线或其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。
存储器92作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的零件模型的曲面离散方法对应的程序指令以及模块(例如，零件模型的曲面离散装置中的第一获取模块81、确定模块82、第二获取模块83以及输出模块84)。处理器91通过运行存储在存储器92中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的零件模型的曲面离散方法。
存储器92可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器92可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器92可进一步包括相对于处理器91远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本发明还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种零件模型的曲面离散方法，该方法包括：
通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；
通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在所述截面曲线上的比例参数；
根据各截面点在所述截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对所述各截面点进行排序，获取第一排序结果；
按照所述第一排序结果输出各截面点的坐标。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的零件模型的曲面离散方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述零件模型的曲面离散装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种零件模型的曲面离散方法，其特征在于，包括：
通过计算机图形辅助三维交互式应用CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；
通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在所述截面曲线上的比例参数；
根据各截面点在所述截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对所述各截面点进行排序，获取第一排序结果；
按照所述第一排序结果输出各截面点的坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述截面曲线的数量为多个；
所述通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在所述截面曲线上的比例参数之后，所述方法还包括：
按照第二预设排列规则以及各截面曲线所在的截面与起始截面之间的距离或者角度，对所述各截面曲线进行排序，获取第二排序结果；
相对应地，所述按照所述第一排序结果输出各截面点的坐标，包括：
按照所述第二排序结果输出各截面曲线的截面点的坐标；
按照所述第一排序结果输出同一个截面曲线中各截面点的坐标。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述截面点包括：初始截面点以及内点；
所述通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在所述截面曲线上的比例参数，包括：
通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各初始截面点的坐标以及各初始截面点在所述截面曲线上的比例参数；
确定每个所述初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径；
根据所述初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定加密区；
在所述加密区内的两个初始截面点之间插入内点；
通过所述CATIA软件，确定所述内点的坐标以及所述内点在所述截面曲线上的比例参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定加密区，包括：
根据所述初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定平均曲率半径以及所述初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m；
确定初始截面点(m-δ)与初始截面点(m+δ)范围内的初始截面点x所在位置的截面曲线的曲率半径Rx与所述极小值截面点m所在位置的截面曲线的曲率半径Rm的比值以及，确定所述初始截面点x所在位置的截面曲线的曲率半径Rx与平均曲率半径/>的比值/>其中，δ为预设第一参数，x∈[m-δ,m+δ]；
若并且/>则确定所述初始截面点x与初始截面点(x+1)之间为加密区；其中，γ为预设第二参数，m及x均表示初始截面点的序号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始截面点所在位置的截面曲线的曲率半径，确定平均曲率半径以及所述初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m，包括：
将满足Rm-1-Rm＞0以及Rm+1-Rm＞0的点，确定为所述初始截面点中曲率半径分布的极小值截面点m；其中，Rm-1表示初始截面点(m-1)所在位置的截面曲线的曲率半径，Rm+1表示初始截面点(m+1)所在位置的截面曲线的曲率半径。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述CATIA软件，确定所述内点在所述截面曲线上的比例参数，包括：
根据公式确定所述内点在所述截面曲线上的比例参数；其中，s表示所述内点在所述截面曲线上的比例参数，n表示所述初始截面点的数量，y表示加密区的初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的内点的数量，a表示所述内点在加密区的初始截面点x与初始截面点(x+1)之间的序号，并且，1≤a≤y。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线，包括：
确定所述曲面的曲面类型；其中，所述曲面类型包括：线性阵列排布曲面以及圆周阵列排布曲面；
根据所述曲面类型，确定与所述曲面类型对应的截面；
确定所述截面与所述曲面的交线，将所述交线确定为所述曲面的截面曲线。
8.一种零件模型的曲面离散装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于通过计算机图形辅助三维交互式应用CATIA软件，获取待分析零件模型的曲面的截面曲线；
第一确定模块，用于通过所述CATIA软件，采用平均点分布算法，确定所述截面曲线上的各截面点的坐标以及各截面点在所述截面曲线上的比例参数；
第二获取模块，用于根据各截面点在所述截面曲线上的比例参数以及第一预设排列规则，对所述各截面点进行排序，获取第一排序结果；
输出模块，用于按照所述第一排序结果输出各截面点的坐标。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至7中任一所述的零件模型的曲面离散方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一所述的零件模型的曲面离散方法。
CN202011193652.3A 2020-10-30 2020-10-30 零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质 Active CN112231844B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011193652.3A CN112231844B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011193652.3A CN112231844B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112231844A CN112231844A (zh) 2021-01-15
CN112231844B true CN112231844B (zh) 2024-05-28

Family

ID=74121704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011193652.3A Active CN112231844B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112231844B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114035509A (zh) * 2021-11-18 2022-02-11 无锡中车时代智能装备有限公司 针对多曲面的轨迹规划方法及设备
CN115168926B (zh) * 2022-09-07 2023-02-21 上海优集工业软件有限公司 曲面信息的分析方法、装置及电子设备
CN116738621B (zh) * 2023-08-09 2023-11-17 武汉华锋惠众科技有限公司 一种派生曲面的构造方法、系统、电子设备及存储介质
CN118246178B (zh) * 2024-05-28 2024-08-02 陕西空天信息技术有限公司 一种叶轮模型的离散方法、装置、设备及存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623977A (en) * 1984-09-10 1986-11-18 Allied Corporation Method and apparatus for linear interpolation
US6120171A (en) * 1996-06-14 2000-09-19 Mohammad Salim Shaikh Fully integrated machinable profile based parametric solid modeler
CN102063546A (zh) * 2011-01-04 2011-05-18 山东理工大学 产品三角Bézier曲面模型数控加工刀轨快速生成方法
CN103460252A (zh) * 2011-03-03 2013-12-18 南洋理工大学 从2d草图重建3d表面的方法
CN104748677A (zh) * 2015-02-11 2015-07-01 中国矿业大学(北京) 采用三维激光扫描方式测量植株形态的方法
CN109711048A (zh) * 2018-12-26 2019-05-03 北京航空航天大学 一种考虑气动和结构多类型设计变量的机翼设计方法
CN109918782A (zh) * 2019-03-06 2019-06-21 北京理工大学 一种基于辅助树的多层快速多极子并行网格细剖方法
CN110111430A (zh) * 2019-04-11 2019-08-09 暨南大学 一种从三维点云中提取二次曲面的方法
CN111055286A (zh) * 2020-01-13 2020-04-24 广州启帆工业机器人有限公司 一种工业机器人轨迹生成方法、系统、装置和存储介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3829972B2 (ja) * 2000-03-06 2006-10-04 サイテック株式会社 ３次元ｃａｄシステム
US9561622B2 (en) * 2008-05-05 2017-02-07 Georgia Tech Research Corporation Systems and methods for fabricating three-dimensional objects

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623977A (en) * 1984-09-10 1986-11-18 Allied Corporation Method and apparatus for linear interpolation
US6120171A (en) * 1996-06-14 2000-09-19 Mohammad Salim Shaikh Fully integrated machinable profile based parametric solid modeler
CN102063546A (zh) * 2011-01-04 2011-05-18 山东理工大学 产品三角Bézier曲面模型数控加工刀轨快速生成方法
CN103460252A (zh) * 2011-03-03 2013-12-18 南洋理工大学 从2d草图重建3d表面的方法
CN104748677A (zh) * 2015-02-11 2015-07-01 中国矿业大学(北京) 采用三维激光扫描方式测量植株形态的方法
CN109711048A (zh) * 2018-12-26 2019-05-03 北京航空航天大学 一种考虑气动和结构多类型设计变量的机翼设计方法
CN109918782A (zh) * 2019-03-06 2019-06-21 北京理工大学 一种基于辅助树的多层快速多极子并行网格细剖方法
CN110111430A (zh) * 2019-04-11 2019-08-09 暨南大学 一种从三维点云中提取二次曲面的方法
CN111055286A (zh) * 2020-01-13 2020-04-24 广州启帆工业机器人有限公司 一种工业机器人轨迹生成方法、系统、装置和存储介质

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刚性曲面分割变形理论方法及应用研究;赵强;《中国博士学位论文全文数据库》;20180531;I138-30 *
基于细分的复杂曲面重构技术研究;张明容;《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》;I138-658 *
基于自适应遗传算法的点云曲线重建;成媛媛等;《中国图象图形学报》;20060930;第11卷(第9期);1293-1298 *
基于遗传算法的混合动力汽车动力总成悬置系统的优化设计研究;庄伟超;《振动与冲击》;20150428;第34卷(第8期);209-213 *
管道CATIA图形特征的自动提取及接口技术研究;张旭;《航空计算技术》;20190925;第49卷(第5期);102-106 *
高温环境下物体外形轮廓动态测量与评价方法探索;梁雅军等;《宇航计测技术》;第34卷(第2期);1-5+20 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112231844A (zh) 2021-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112231844B (zh) 零件模型的曲面离散方法、装置、设备及存储介质
US7668700B2 (en) Adaptive distance field constraint for designing a route for a transport element
Marco et al. Exact 3D boundary representation in finite element analysis based on Cartesian grids independent of the geometry
US8698801B2 (en) Method of visualizing geometric uncertainties
US7647211B2 (en) Constraint-based method of designing a route for a transport element
US10719549B2 (en) Querying a database based on a parametric view function
JP4614389B2 (ja) 画像形成装置、印刷装置、表示装置、描画処理方法、及びプログラム
CN115169274A (zh) 电子器件装配体几何自适应数值仿真网格生成方法及装置
KR102582665B1 (ko) 집적 회로의 패턴들을 평가하는 시스템 및 방법
CN107567641B (zh) 用于识别复制品的系统和方法
CN118552702A (zh) 角部修整选项在三维模型中的传播
Gobithaasan et al. Logarithmic curvature graph as a shape interrogation tool
US8165856B1 (en) Neighborhood determination methods and systems in computer aided engineering analysis
US20050188335A1 (en) Texture generating apparatus for dynamic interference checking
JP2004318825A (ja) 複数のポリゴンから構成される３次元モデルを２次元平面に投影する際の陰線を消去する陰線処理方法
JP2000251081A (ja) 内点判定方法、グラフィック描画装置およびプログラム記憶媒体
CN113538599B (zh) 神经网络标定效能评估方法、装置、介质、设备及车辆
JP2008533614A (ja) 整合輪郭プロファイルを生成するシステム及び方法
JP6813826B2 (ja) 三次元物体の形状特定システム、方法及びプログラム
Bauer et al. In Situ and Post-Processing Volume Rendering with Cinema
KR102039265B1 (ko) Jt포맷을 활용한 선박/해양플랜트 배관재의 기하학적 간섭 체크 및 설치 순서 도출 방법 및 장치
KR100444783B1 (ko) 등가선 도시 시스템 및 방법
Bo et al. MATEC Web of Conferences–General and efficient algorithms for handling intricate situations in trimmed surface rendering
Man et al. Fast calculation of the welding gun posture for spot welding using octrees and CPU parallel processing
CN118864773A (zh) 设计曲面数据处理方法、装置、设备及计算机可读介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant