CN114491807B - 基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法和系统，包括：步骤1：启动Pro/E软件环境，打开舱板三维骨架模型；步骤2：复制舱板轮廓，输出单机、载荷信息，确定外部轮廓包络；步骤3：筛选并保留舱板上所需的孔；步骤4：延伸搭接面组；步骤5：装配、分组并输出壳体仿真模型。本发明实现舱板三维模型的壳体快速提取，打通数字化技术在设计与仿真之间的障碍，将三维模型信息无损、快速、有效的传递和反馈给仿真建模过程，提升了卫星仿真效率并降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及航天飞行器结构技术领域，具体地，涉及一种基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法和系统。
背景技术
目前，卫星研制面对多型号并举、高密度发射、质量可靠性要求高、研制周期要求短的形势。要求卫星结构设计高质量、高效率和高效益，这就需要结构设计仿真精细化、快速化，并且能够快速适应结构设计的更改，不断迭代。
现有的卫星仿真建模方法基本上与三维设计是分离的，需要设计师自行在设计与仿真之间处理设计信息传递。为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法，利用本发明，通过定制开发壳体提取软件，打通数字化技术在设计与仿真之间的障碍，将三维模型信息无损、快速、有效的传递和反馈给仿真建模，提升卫星仿真效率并降低成本。
现有技术中，最接近的已有技术成果为"快速创建蜂窝夹层板三维模型的方法"，专利申请号为：CN201611032636.X。该专利着重于蜂窝夹层板三维模型的创建和状态的快速更新迭代的方法，而本发明侧重于壳体仿真模型的创建和状态的快速更新迭代的方法；一个为前期设计提供快速三维建模与更新迭代的方法，一个为后期仿真提供快速仿真建模与更新迭代的方法。
现有技术中，接近的已有技术成果为"一种基于卫星板壳结构的有限元自动化建模方法"，专利申请号为：CN201710036935.9。该专利着重于利用编程语言进行蜂窝夹层板有限元仿真模型的自动化、参数化创建的方法，而本发明侧重于壳体仿真模型的创建和状态的快速更新迭代的方法；一个为通过编写程序在有限元处理软件中一键式生成仿真模型的方法，一个为在三维设计软件中为后期仿真提供快速仿真建模模型与更新迭代的方法。
现有技术中，接近的已有技术成果为"一种结构自适应的三维模型编辑方法"，专利申请号为：CN201610059039.X。该专利着重于对已有三维模型进行聚类并学习先验之后达到模型编辑的方法，而本发明侧重于壳体仿真模型的创建和状态的快速更新迭代的方法；一个为利用三维模型库的设计先验增加三维模型编辑过程自动化程度的方法，一个为在三维设计软件中为后期仿真提供快速仿真建模模型与更新迭代的方法。
专利文献CN112307595A(申请号：CN202010999576.9)公开了一种分区域的装配仿真模型构建方法，包括空间舱位模型构建、数字样机结构树构建、产品数字样机三维模型加载和产品三维数字模型的空间舱位信息的计算。然而该专利在建模前，需对空间舱位信息进行计算，在模型复杂时需要大量时间，降低了模型构建的效率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法和系统。
根据本发明提供的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法，包括：
步骤1：启动Pro/E软件环境，打开舱板三维骨架模型；
步骤2：复制舱板轮廓，输出单机、载荷信息，确定外部轮廓包络；
步骤3：筛选并保留舱板上所需的孔；
步骤4：延伸搭接面组；
步骤5：装配、分组并输出壳体仿真模型。
优选的，以发布几何的形式复制创建舱板轮廓，并根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的单机、载荷的信息并输出，包括名称、质量、质心位置和安装脚位置，在舱板三维骨架模型中添加外侧舱板轮廓的面组特征，确定舱板三维骨架模型的外部轮廓包络，从而到确定外部轮廓包络后的壳体三维模型，并根据需要通过xml格式导出。
优选的，根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的孔，仅保留所需的孔，得到开孔修改后的壳体三维模型。
优选的，通过判断面组搭接关系，将分离的面组相互延伸搭接，得到具有搭接关系的壳体三维模型。
优选的，在同一组件下装配所有舱板壳体，保留各自的装配关系，并按照从属关系进行分组，得到壳体仿真模型并输出。
根据本发明提供的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取系统，包括：
模块M1：启动Pro/E软件环境，打开舱板三维骨架模型；
模块M2：复制舱板轮廓，输出单机、载荷信息，确定外部轮廓包络；
模块M3：筛选并保留舱板上所需的孔；
模块M4：延伸搭接面组；
模块M5：装配、分组并输出壳体仿真模型。
优选的，以发布几何的形式复制创建舱板轮廓，并根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的单机、载荷的信息并输出，包括名称、质量、质心位置和安装脚位置，在舱板三维骨架模型中添加外侧舱板轮廓的面组特征，确定舱板三维骨架模型的外部轮廓包络，从而到确定外部轮廓包络后的壳体三维模型，并根据需要通过xml格式导出。
优选的，根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的孔，仅保留所需的孔，得到开孔修改后的壳体三维模型。
优选的，通过判断面组搭接关系，将分离的面组相互延伸搭接，得到具有搭接关系的壳体三维模型。
优选的，在同一组件下装配所有舱板壳体，保留各自的装配关系，并按照从属关系进行分组，得到壳体仿真模型并输出。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明通过发布几何的形式复制创建舱板轮廓，输出舱板上单机载荷的信息，包括名称、质量、质心位置、安装脚位置等，输出的单机载荷信息可以用于直接用于仿真分析工作，并可以用来检验设计的合理性，从而提高了设计与仿真的迭代速度；
(2)本发明根据预先设定的配置条件，判断曲面上孔径大小是否为所需的孔，保留舱板上所需的开孔信息，处理后仅留下部分壳体曲面孔，提高后续模型处理速度和降低后续模型处理难度；
(3)本发明将所有舱板壳体在同一组件下组装装配，并保留各自的装配关系，同时按照处理前的从属关系进行分组，得到结构壳体仿真输出模型，设计人员可以直接根据仿真输出模型判断三维模型装配与从属关系，提高了仿真分析工作的便利程度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法的流程图；
图2为本发明基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法的舱板轮廓创建界面及单机信息输出表示意图；
图3为本发明基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法中的壳体面组收集界面及壳体三维模型示意图；
图4为本发明基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法中的壳体上孔的判断筛选界面及填孔后的壳体三维模型示意图；
图5为本发明基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法中壳体模型延伸搭接界面及搭接延伸后的壳体三维模型示意图；
图6为本发明基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法中壳体仿真输出模型导出发布界面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
根据本发明提供的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法，包括：步骤1：启动Pro/E软件环境，打开舱板三维骨架模型；步骤2：复制舱板轮廓，输出单机、载荷信息，确定外部轮廓包络；步骤3：筛选并保留舱板上所需的孔；步骤4：延伸搭接面组；步骤5：装配、分组并输出壳体仿真模型。
以发布几何的形式复制创建舱板轮廓，并根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的单机、载荷的信息并输出，包括名称、质量、质心位置和安装脚位置，在舱板三维骨架模型中添加外侧舱板轮廓的面组特征，确定舱板三维骨架模型的外部轮廓包络，从而到确定外部轮廓包络后的壳体三维模型，并根据需要通过xml格式导出。根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的孔，仅保留所需的孔，得到开孔修改后的壳体三维模型。通过判断面组搭接关系，将分离的面组相互延伸搭接，得到具有搭接关系的壳体三维模型。在同一组件下装配所有舱板壳体，保留各自的装配关系，并按照从属关系进行分组，得到壳体仿真模型并输出。
根据本发明提供的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取系统，包括：模块M1：启动Pro/E软件环境，打开舱板三维骨架模型；模块M2：复制舱板轮廓，输出单机、载荷信息，确定外部轮廓包络；模块M3：筛选并保留舱板上所需的孔；模块M4：延伸搭接面组；模块M5：装配、分组并输出壳体仿真模型。
以发布几何的形式复制创建舱板轮廓，并根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的单机、载荷的信息并输出，包括名称、质量、质心位置和安装脚位置，在舱板三维骨架模型中添加外侧舱板轮廓的面组特征，确定舱板三维骨架模型的外部轮廓包络，从而到确定外部轮廓包络后的壳体三维模型，并根据需要通过xml格式导出。根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的孔，仅保留所需的孔，得到开孔修改后的壳体三维模型。通过判断面组搭接关系，将分离的面组相互延伸搭接，得到具有搭接关系的壳体三维模型。在同一组件下装配所有舱板壳体，保留各自的装配关系，并按照从属关系进行分组，得到壳体仿真模型并输出。
如图1所示，本发明卫星舱板结构壳体提取方法主要分为五个方面，包括：
如图2a、图2b所示，根据舱板三维模型，以发布几何的形式复制创建舱板轮廓，并根据预先设定的配置条件，判断筛选出舱板上仿真所需的单机、载荷的信息并输出并输出，包括名称、质量、质心位置、安装脚位置等，得到结构壳体三维模型。
如图3a、图3b所示，通过手动选取添加分析模型中外侧舱板轮廓的面组特征，确定分析模型的外部轮廓包络，创建得到结构壳体三维模型；
如图4a、图4b所示，根据预先设定的配置条件，判断筛选出舱板上仿真所需的孔，仅保留所需的孔，得到开孔修改后的结构壳体三维模型。
如图5a、图5b所示，通过判断面组搭接关系，将分离的面组相互延伸搭接，得到具有搭接关系的结构壳体三维模型；
如图6所示，在同一组件下装配所有舱板壳体，保留各自的装配关系，并按照从属关系进行分组，得到结构壳体仿真输出模型并输出。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (6)
1.一种基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法，其特征在于，包括：
步骤1：启动Pro/E软件环境，打开舱板三维骨架模型；
步骤2：复制舱板轮廓，输出单机、载荷信息，确定外部轮廓包络；
步骤3：筛选并保留舱板上所需的孔；
步骤4：延伸搭接面组；
步骤5：装配、分组并输出壳体仿真模型；
以发布几何的形式复制创建舱板轮廓，并根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的单机、载荷的信息并输出，包括名称、质量、质心位置和安装脚位置，在舱板三维骨架模型中添加外侧舱板轮廓的面组特征，确定舱板三维骨架模型的外部轮廓包络，从而到确定外部轮廓包络后的壳体三维模型，并根据需要通过xml格式导出；
在同一组件下装配所有舱板壳体，保留各自的装配关系，并按照从属关系进行分组，得到壳体仿真模型并输出。
2.根据权利要求1所述的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法，其特征在于，根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的孔，仅保留所需的孔，得到开孔修改后的壳体三维模型。
3.根据权利要求1所述的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取方法，其特征在于，通过判断面组搭接关系，将分离的面组相互延伸搭接，得到具有搭接关系的壳体三维模型。
4.一种基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取系统，其特征在于，包括：
模块M1：启动Pro/E软件环境，打开舱板三维骨架模型；
模块M2：复制舱板轮廓，输出单机、载荷信息，确定外部轮廓包络；
模块M3：筛选并保留舱板上所需的孔；
模块M4：延伸搭接面组；
模块M5：装配、分组并输出壳体仿真模型；
以发布几何的形式复制创建舱板轮廓，并根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的单机、载荷的信息并输出，包括名称、质量、质心位置和安装脚位置，在舱板三维骨架模型中添加外侧舱板轮廓的面组特征，确定舱板三维骨架模型的外部轮廓包络，从而到确定外部轮廓包络后的壳体三维模型，并根据需要通过xml格式导出；
在同一组件下装配所有舱板壳体，保留各自的装配关系，并按照从属关系进行分组，得到壳体仿真模型并输出。
5.根据权利要求4所述的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取系统，其特征在于，根据预设配置条件判断筛选出舱板上仿真所需的孔，仅保留所需的孔，得到开孔修改后的壳体三维模型。
6.根据权利要求4所述的基于卫星舱板结构的壳体仿真模型快速提取系统，其特征在于，通过判断面组搭接关系，将分离的面组相互延伸搭接，得到具有搭接关系的壳体三维模型。
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