CN112699504B - 装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质 Download PDF

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Abstract

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。

Description

装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质
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。
进一步地，所述装配体物理数字孪生建模方法还包括：输出优化后的所述几何数字孪生模型和所述物理数字孪生模型的所述虚拟装配参数和所述装配工艺与参数。
第二方面，本发明还提供一种装配体物理数字孪生建模装置，包括：几何分布误差曲面生成模块，用于生成零件的装配面的几何分布误差曲面；理想模型建立模块，用于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；几何分布误差集成模型建立模块，用于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；几何数字孪生模型建立模块，用于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建立装配体的几何数字孪生模型；以及物理数字孪生模型建立模块，用于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。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述装配体物理数字孪生建模方法的步骤。
第四方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述装配体物理数字孪生建模方法的步骤。
第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，所计算机程序产品包括有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述装配体物理数字孪生建模方法的步骤。
本发明提供的装配体物理数字孪生建模方法、装置、电子设备及介质，在理想模型的基础上考虑零件装配面的表面几何分布误差，生成带有几何分布误差曲面的几何分布误差集成模型，并且将所述零件的基于几何分布误差集成模型在计算机上进行装配，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，因而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，从而保证实际装配体的几何性能以及在后续使用过程中的力学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1是本发明一实施例的装配体物理数字孪生建模方法的流程图；
图2是图1中步骤101的具体流程图；
图3是图1中步骤104的具体流程图；
图4是根据本发明另一实施例的装配体物理数字孪生建模方法的流程图；
图5是图4中步骤406的具体流程图；
图6是根据本发明一实施例的发动机组件装配的物理数字孪生建模方法的具体示例的流程图；
图7是根据本发明一实施例的装配体物理数字孪生建模装置的结构示意图；
图8是根据本发明一实施例的电子设备。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如上所述，在现有技术中，装配体的模型建立均表达为理想表面零件的装配，并没有考虑零件表面几何分布误差。而零件表面几何分布误差直接影响装配后装配体的几何物理性能，从而影响后续产品的使用性能。为此，本发明提出一种装配体物理数字孪生建模方法。下面将参照附图通过具体实施例对本发明提供的内容进行详细描述和解释。
图1是根据本发明一实施例的装配体物理数字孪生建模方法的流程图。如图1所示，根据本发明一实施例的装配体物理数字孪生建模方法包括：
步骤101：生成零件的装配面的几何分布误差曲面；
步骤102：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；
步骤103：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；
步骤104：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
步骤105：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。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤101中，仅对零件的装配面生成几何分布误差曲面，而对不进行装配的其它面不进行相应处理。其中本实施例适用于零件数量为两个，各个零件各具有一个装配面的情况。各个零件的各自装配面彼此接触以实现两个零件的装配，从而形成装配体。但是本发明不限于此。零件和各个零件装配面的数量和选择可以根据实际装配体和机械产品而确定。例如，本实施例可以适用于零件数量为三个，各个零件各具有一个或两个装配面的情况。再例如，本实施例可以适用于零件数量为两个，各个零件各具有两个装配面的情况。另外需要说明的是，装配面可以为平面、圆柱面等任意形状的表面。下文参照图2详细描述步骤101。
在本实施例中，需要说明的，步骤102中可以在机械处理软件中建立理想模型，例如可以在CAD软件中建立零件的CAD理想模型。本发明不对模型类型进行限制。其中，理想模型是不包含上述几何分布误差曲面的模型。也就是说，不考虑零件装配面的几何分布误差而形成的模型，在该模型中零件装配面是没有几何分布误差的理想面。另外，需要说明的是，建立每个零件的理想模型。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤103中，可以将建立的几何分布误差曲面输入到建立理想模型的机械处理软件中，来建立零件的几何分布误差集成模型。其中，几何分布误差集成模型为考虑了零件装配面几何分布误差的模型。也就是说，零件装配面的几何分布误差被反应在所述几何分布误差集成模型中，以更精确地表达实际零件装配面。另外，需要说明的是，建立每个零件的几何分布误差集成模型。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤104中将每个零件的几何分布误差集成模型在计算机上进行装配，建立装配体的几何数字孪生模型。其中装配体的几何数字孪生模型在几何上与实际装配体互为孪生。该几何数字孪生模型可以精确描述实际装配体的几何形貌接触状态，从而可以精确地表征实际装配体的几何精度。下面参照图3详细描述步骤104。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤105中所添加的物理条件可以包括材料性能、力学条件、温度环境等中的一种或多种。通过在装配体的几何数字孪生模型基础上添加物理条件可以形成物理数字孪生模型。物理数字孪生模型在物理性能上与实际装配体的互为孪生。该物理数字模型可以精确地描述实际装配体的物理状态，从而可以精确地表征实际装配体的物理性能，例如，力学性能、振动频率等。其中材料性能包括零件的材料性能，力学条件包括装配预紧力、紧固件的紧固力等。温度环境包括装配体的装配温度等。
如上所述，通过考虑零件装配面的几何分布误差建立可以精确描述实际装配体的几何状态和物理状态的几何数字孪生模型和物理数字孪生模型，从而可以精确地指导实际装配体的装配工艺和参数。
图2是图1中步骤101的具体流程图。参照图2，步骤101包括以下步骤：
步骤201：对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
步骤202：基于几何分布误差数据生成几何分布误差曲面。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤201中可以通过测量设备利用布点方法对装配面进行几何分布误差测量以获得几何分布误差数据。具体地，根据制定好的布点计划，利用测量设备对每个点依次测量，以生成几何分布误差数据，其中几何分布误差数据可以为点云数据。应注意的是，本发明不限制几何分布误差的测量方法，可以利用任意其它测量方法来测量。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤202中，可以将步骤201中生成的几何分布误差数据输入到数据处理软件中进行处理，通过曲面重构程序生成几何分布误差曲面。另外，需要说明的是，为了将几何分布误差曲面与理想模型集成，需要生成与理想模型格式相同的几何分布误差曲面，例如，在理想模型为CAD理想模型的情况下，几何分布误差曲面可以为CAD软件可读的格式。因此，通过曲面重构程序生成的几何分布误差曲面可以输出为CAD软件可读的格式。然后将为CAD软件可读格式的几何分布误差曲面输入到CAD软件中，与CAD理想模型集成，以建立几何分布误差集成模型。
图3是图1中步骤104的具体流程图。参照图3，步骤104具体包括以下步骤：
步骤301：求出装配面的接触方式；以及
步骤302：通过求出的接触方式，保证两装配面稳定接触的条件下装配零件以建立装配体的几何数字孪生模型。
在本实施例中，需要说明的是，装配面的接触方式用于代表装配面彼此装配时彼此能稳定接触的方式。通过求出的接触方式将两个面接触装配来模拟两个零件的实际装配。另外，需要说明的是，对不同种类的装配面，可以求解找到不同的接触方式。具体地，针对圆柱状的装配面，根据三点确定一圆的原理，可以找到相应装配面上最小半径圆，并且再求出一个不在最小半径圆上的稳定接触点。然后将相应的接触圆和点彼此接触来将两个零件进行计算机装配，经过在计算机上装配两个零件形成装配体，从而形成装配体的几何数字孪生模型。由于在计算机上装配的两个零件的几何分布误差集成模型包含了装配面的几何分布误差曲面，即考虑了装配面的几何分布误差曲面，所以在计算机上装配后形成的装配体的几何数字孪生模型可以精确地反应实际装配体的精度参数。
图4是根据本发明另一实施例的装配体物理数字孪生建模方法的流程图。参照图4，根据本发明另一实施例的装配体物理数字孪生建模方法包括以下步骤：
步骤401：生成零件的装配面的几何分布误差曲面；
步骤402：建立零件的不包含所述几何分布误差曲面的理想模型；
步骤403：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；
步骤404：将零件的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；
步骤405：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；
步骤406：基于装配体的装配参数要求优化装配体的几何数字孪生模型和/或物理数字孪生模型的装配工艺与参数；以及
步骤407：输出优化后的几何数字孪生模型和/或物理数字孪生模型的虚拟装配参数和装配工艺与参数。
在本实施例中，需要说明的是，步骤401至步骤405与上述的步骤101至步骤105基本相同，此处将省略详细描述。
在步骤406中，装配体的装配参数要求表示实际装配体的装配参数要求。例如装配体的精度要求和性能要求。装配体的几何数字孪生模型和物理数字孪生模型可以输出虚拟装配参数，通过将虚拟装配参数与装配参数要求进行比较来判断装配体当前的几何数字孪生模型和物理数字孪生模型是否满足实际装配需要。基于比较结果来优化几何数字孪生模型和/或物理数字孪生模型，使得几何数字孪生模型和物理数字孪生模型的虚拟装配参数满足装配参数要求，从而可以精确地指导实际装配体的装配。
在步骤407中，在几何数字孪生模型和物理数字孪生模型优化后，输出虚拟装配参数和装配工艺，以精确地指导实际装配体的装配过程。
图5是图4中步骤406的具体流程图。参照图5，步骤406包括以下步骤：
步骤501：获取几何数字孪生模型和/或物理数字孪生模型的虚拟装配参数；
步骤502：判断虚拟装配参数是否满足装配参数要求；以及
步骤503：当虚拟装配参数不满足装配参数要求时，调整几何数字孪生模型和/或物理数字孪生模型的装配工艺与参数，直至虚拟装配参数满足装配参数要求。
在本实施例中，需要说明的是，虚拟装配参数包括精度参数和性能参数，其中精度参数由几何数字孪生模型确定，性能参数由物理数字孪生模型确定。精度参数可以包括几何上的装配精度。当精度参数不满足装配参数要求时，可以调整几何数字孪生模型中在计算机上装配的装配角度等，以改善精度参数。性能参数可以包括力学性能、振动频率等。其中力学性能可以包括应力分布和最大应力等。基于添加的物理条件种类可以获得不同种类的性能参数。例如，通过添加紧固螺钉的分布和预紧力可以获得应力分布状态。当性能参数不满足装配参数要求时，可以调整物理数字孪生模型的物理条件。例如，当螺钉紧固周围表面应力分布不均匀时，可以调整螺钉的预紧力，来改善应力分布状态使得满足装配参数要求。
图6是根据本发明一实施例的发动机组件装配的物理数字孪生模型的具体示例的流程图。图6中，以发动机组件的装配为例进行描述，包括以下步骤：
步骤601：对发动机零件装配面进行表面几何分布误差测量。其中采用测量设备对装配面进行测量，根据制定好的布点计划，依次进行测量，从而获得点云数据，即几何分布误差数据。对于不进行装配的其它面不进行几何分布误差测量；
步骤602：将测量得到点云数据导入到数据处理软件，通过曲面重构程序生成几何分布误差曲面，并以CAD软件可读的IGES格式输出；
步骤603：建立发动机零件的理想CAD模型，理想CAD模型是不考虑表面几何分布误差所建立的具有理想表面的模型；
步骤604：将几何分布误差曲面导入到CAD软件中，与理想CAD模型集成，建立配合面为几何分布误差CAD模型，如图7所示；
步骤605：在CAD软件中将两个零件的几何分布误差CAD模型在计算机上装配以建立装配体的几何数据孪生模型。首先对装配面进行装配方式求解，通过找出的接触方式并保证两个面稳定接触的条件下，在计算机上进行装配，建立的带有几何分布误差表面的装配体即为几何数字孪生模型，其中，由于两个装配面的平面度误差导致装配后上面零件轴线发生微小偏转，不处于下面零件的轴线上；
步骤606：添加物理条件建立物理数字孪生模型。其中在仿真软件中划分网格，设置材料参数、接触条件、载荷条件、温度参数，并进行装配应力分析，得到零件应力云图。对零件施加均匀螺钉预紧力，得到应力分布云图。通过应力云图可以分析装配体的力学性能，例如应力分布状态和最大应力。其中应力云图即为带有几何分布误差表面的装配体的物理数字孪生模型。
步骤607：获取几何数字孪生模型和物理数字孪生模型的虚拟装配参数；
通过几何数字孪生模型计算得到精度参数，通过物理数字孪生模型计算得到性能参数，将精度参数与性能参数与评价指标(即装配参数要求)进行对比评价。几何数字孪生模型中由于两个装配面的平面度误差导致装配后上面零件轴线发生微小偏转，不处于下面零件的轴线上。在此实施例中轴线偏转角度即为精度参数。由于表面几何分布误差导致装配后在受到均匀装配力的情况下，在物理数字孪生模型中各螺钉紧紧固周围表面应力分布不均匀。在此时实施例中，不均匀分应力分布状态即性能参数。
步骤608：判断虚拟装配参数是否满足装配参数要求，将上述精度参数与性能参数与发动机装配参数要求进行对比。
步骤609：当虚拟装配参数不满足装配参数要求时，调整几何数字孪生模型和/或物理数字孪生模型的装配工艺与参数，直至虚拟装配参数满足装配参数要求。当精度参数不满足要求时，调整几何数字孪生模型中两个零件的装配角度，直到精度参数满足发动机装配参数要求；当性能参数不满足要求时，可以通过调整螺钉预紧力达到调整螺钉拧紧部位的应力分布状态，直到性能参数满足发动机装配参数要求。
步骤610：输出优化后的几何数字孪生模型和理数字孪生模型的虚拟装配参数和装配工艺与参数。当虚拟装配参数满足装配参数要求时，得到优化的几何数字孪生模型和物理数字孪生模型，然后输出几何数字孪生模型的精度参数和物理数字孪生模型的性能参数，以及装配体的装配工艺和参数，从而指导实际发动机组件的装配过程。
如上所述，对发动机零件装配面进行误差测量、误差建模、分布误差曲面与理想模型三维集成，通过将带几何分布误差曲面的CAD模型在计算机上装配，得到几何数字孪生模型，在此基础上添加材料性能、力学条件、温度环境等物理条件，建立物理数字孪生模型，最终达到精度与性能预测和装配工艺与参数优化的目的。
图7是根据本发明一实施例的装配体物理数字孪生建模装置的结构示意图。参照图7，本发明提供的一种装配体物理数字孪生建模装置包括：
几何分布误差曲面生成模块701，用于生成零件的装配面的几何分布误差曲面；
理想模型建立模块702，用于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；
几何分布误差集成模型建立模块703，用于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；
几何数字孪生模型建立模块704，用于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所述零件以建立装配体的几何数字孪生模型；以及
物理数字孪生模型建立模块705，用于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。
在本实施例中，需要说明的是，由于本发明实施例提供的装配体物理数字孪生建模装置，可以用于执行上述实施例所述的装配体物理数字孪生建模方法，其工作原理和有益效果类似，故此处不再详述，具体内容可参见上述实施例的介绍。
在本实施例中，需要说明的是，本发明实施例的装置中的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备，参见图8，所述电子设备具体包括如下内容：处理器1001、存储器1002、通信接口1003和通信总线1004；
其中，所述处理器1001、存储器1002、通信接口1003通过所述通信总线1004完成相互间的通信；
所述处理器1001用于调用所述存储器1002中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述装配体物理数字孪生建模方法的全部步骤。
可以理解的是，所述计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述装配体物理数字孪生建模方法的全部步骤。
可以理解的是，所述计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种计算机程序产品，所计算机程序产品包括有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实现上述装配体物理数字孪生建模方法的全部步骤。
可以理解的是，所述计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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ROM/RAM、磁碟、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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的装配体物理数字孪生建模方法。
此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外，在本发明中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种装配体物理数字孪生建模方法，其特征在于，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；
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；
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；
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：
基于要装配的所述几何分布误差曲面的多个接触点，求出要装配的所述几何分布误差曲面的稳定接触方式；以及
通过求出的所述稳定接触方式，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；
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，所述几何分布误差数据为点云数据；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；
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；
所述虚拟装配参数包括精度参数和性能参数，所述性能参数包括力学性能和振动频率，所述力学性能包括应力分布和最大应力。
2.根据权利要求1所述的装配体物理数字孪生建模方法，其特征在于，
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。
3.根据权利要求1所述的装配体物理数字孪生建模方法，其特征在于，方法还包括：
输出优化后的所述几何数字孪生模型和所述物理数字孪生模型的所述虚拟装配参数和所述装配工艺与参数。
4.一种装配体物理数字孪生建模装置，其特征在于，包括：
几何分布误差曲面生成模块，用于生成零件的装配面的几何分布误差曲面；
理想模型建立模块，用于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；
几何分布误差集成模型建立模块，用于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；
几何数字孪生模型建立模块，用于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
物理数字孪生模型建立模块，用于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；
模型优化模块，用于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；
所述模型优化模块还用于：
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；
所述几何数字孪生模型建立模块还用于：
基于要装配的所述几何分布误差曲面的多个接触点，求出要装配的所述几何分布误差曲面的稳定接触方式；以及
通过求出的所述稳定接触方式，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；
所述几何分布误差曲面生成模块还用于：
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，所述几何分布误差数据为点云数据；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；
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；
所述虚拟装配参数包括精度参数和性能参数，所述性能参数包括力学性能和振动频率，所述力学性能包括应力分布和最大应力。
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～3任一项所述装配体物理数字孪生建模方法的步骤。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～3任一项所述装配体物理数字孪生建模方法的步骤。
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