CN116011264B - 一种热应力的计算方法及装置、电子设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种热应力的计算方法及装置、电子设备、存储介质,所述方法包括:获取目标铸件的面网格和初始背景网格;计算面网格在初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到初始背景的每个目标结点的符号距离函数值;计算每个目标结点的符号距离函数值在初始背景网格上的度量,得到每个目标结点的度量值;对每个目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格;计算目标铸件的每个符号距离函数值在重构网格上的热应力,得到目标铸件的热应力。从而不再需要对铸件的三维体进行剖分以及分解后才能获知铸件的热应力,而是在重构网格上通过针对于铸件几何模型的符号距离函数值来进行热应力的计算,有效提高了计算热应力的准确性问题。
Description
技术领域
本申请涉及计算铸件热应力技术领域,尤其涉及一种热应力的计算方法及装置、电子设备、存储介质。
背景技术
高压压铸铸件是一种金属铸造工艺的金属物件,其特点是利用模具内腔对融化的铸件施加高压,并对利用不同的铸造方法对融化的铸件进行打磨,但是该铸件在凝固成形后会由于温度分布不均,从而引发热应力的集中问题,因此就需要计算铸件的热应力,来预防热应力的集中问题。
在现有的技术中,主要通过传统的有限元方式来计算铸件的热应力,即需要对铸件的三维体进行网格剖分,然后再确定剖分后的铸件的三维体的边界约束条件并对其进行分解,得到铸件的分解结果,最后便能从铸件地分解结果中获知该铸件是否存在热应力的集中问题。
但是,由于高压压铸铸件的几何结构比较复杂,铸件的三维体的网格剖分也比较地耗时耗力,并且在面对三角网格面(Stereo Lithography, STL)网格模型的时候,三维体的网格剖分还涉及到了三维面网格重构,而对于网格尺寸各向异性严重的STL文件,在重构网格的时候是很难精确地把控高压压铸铸件的几何结构,从而便会影响到计算热应力的准确性。
发明内容
基于上述现有技术的不足,本申请提供了一种热应力的计算方法及装置、电子设备、存储介质,以解决现有技术因为难以把控铸件的几何结构所影响计算热应力的准确性的问题。
为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:
本申请第一方面提供了一种热应力的计算方法,包括:
获取目标铸件的面网格和初始背景网格;
计算所述面网格在所述初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到所述初始背景的每个目标结点的符号距离函数值;其中,所述目标结点指代距离面网格单元最近的结点;所述面网格由多个所述面网格单元构成;
计算每个所述目标结点的符号距离函数值在所述初始背景网格上的度量,得到每个所述目标结点的度量值;
对每个所述目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格;
计算所述目标铸件的每个所述符号距离函数值在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力。
可选地,在上述的热应力的计算方法中,所述计算所述面网格在所述初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到所述初始背景的每个目标结点的符号距离函数值,包括:
分别针对所述初始背景网格的每个结点,利用八叉树结构查找距离所述结点最近的面网格单元;
计算所述结点与所述面网格单元之间的距离,得到所述结点的距离函数值;
基于所述面网格单元的方向确定所述结点的距离函数值的符号;
基于所述结点的距离函数值的符号确定所述结点的符号距离函数值;
将所述结点的符号距离函数值作为目标结点的符号距离函数值。
可选地,在上述的热应力的计算方法中,所述计算每个所述目标结点的符号距离函数值在所述初始背景网格上的度量,得到每个所述目标结点的度量值,包括:
计算每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值;
从每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值中,筛选出所述绝对值为零以及所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点;
将所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最大网格尺寸;
将各个所述最大网格尺寸确定为所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点的度量值;
将所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最小网格尺寸;
将各个所述最小网格尺寸确定为所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸的度量值。
可选地,在上述的热应力的计算方法中,所述计算所述目标铸件的每个所述符号距离函数值在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力,包括:
对所述目标铸件的整体表面进行积分,得到所述目标铸件的整体表面的积分;
对所述目标铸件的内部进行积分,得到所述目标铸件的内部的积分;
利用目标有限元公式,计算所述整体表面的积分对应的符号距离函数值为零的等值面以及所述内部的积分对应的符号距离函数值为零的等值面在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力;其中,所述目标有限元公式指代将弱边界条件添加在有限元公式中的公式。
本申请第二方面提供了一种热应力的计算装置,包括:
获取单元,用于获取目标铸件的面网格和初始背景网格;
函数计算单元,用于计算所述面网格在所述初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到所述初始背景的每个目标结点的符号距离函数值;其中,所述目标结点指代距离面网格单元最近的结点;所述面网格由多个所述面网格单元构成;
度量计算单元,用于计算每个所述目标结点的符号距离函数值在所述初始背景网格上的度量,得到每个所述目标结点的度量值;
构建单元,用于对每个所述目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格;
热应力计算单元,用于计算所述目标铸件的每个所述符号距离函数值在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力。
可选地,在上述的热应力的计算装置中,所述函数计算单元,包括:
查找单元,用于分别针对所述初始背景网格的每个结点,利用八叉树结构查找距离所述结点最近的面网格单元;
距离计算单元,用于计算所述结点与所述面网格单元之间的距离,得到所述结点的距离函数值;
第一确定单元,用于基于所述面网格单元的方向确定所述结点的距离函数值的符号;
第二确定单元,用于基于所述结点的距离函数值的符号确定所述结点的符号距离函数值;
作为单元,用于将所述结点的符号距离函数值作为目标结点的符号距离函数值。
可选地,在上述的热应力的计算装置中,所述度量计算单元,包括:
绝对值计算单元,用于计算每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值;
筛选单元,用于从每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值中,筛选出所述绝对值为零以及所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点;
第一设定单元,用于将所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最大网格尺寸;
第三确定单元,用于将各个所述最大网格尺寸确定为所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点的度量值;
第二设定单元,用于将所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最小网格尺寸;
第四确定单元,用于将各个所述最小网格尺寸确定为所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸的度量值。
可选地,在上述的热应力的计算装置中,所述热应力计算单元,包括:
第一积分单元,用于对所述目标铸件的整体表面进行积分,得到所述目标铸件的整体表面的积分;
第二积分单元,用于对所述目标铸件的内部进行积分,得到所述目标铸件的内部的积分;
计算单元,用于利用目标有限元公式,计算所述整体表面的积分对应的符号距离函数值为零的等值面以及所述内部的积分对应的符号距离函数值为零的等值面在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力;其中,所述目标有限元公式指代将弱边界条件添加在有限元公式中的公式。
本申请第三方面提供了一种电子设备,包括:
存储器和处理器;
其中,所述存储器用于存储程序;
所述处理器用于执行所述程序,所述程序被执行时,具体用于实现如上述任意一项所述的一种热应力的计算方法。
本申请第四方面提供了一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序被执行时,用于实现如上述任意一项所述的一种热应力的计算方法。
本申请提供的一种热应力的计算方法,通过获取目标铸件的面网格和初始背景网格,其次计算面网格在初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到初始背景的每个目标结点的符号距离函数值,其中,每个目标结点指代距离面网格单元最近的结点,面网格由多个面网格单元构成,接着计算每个目标结点的符号距离函数值在初始背景网格上的度量,得到每个目标结点的度量值,然后对每个目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格,最后计算目标铸件的每个符号距离函数值在重构网格上的热应力,得到目标铸件的热应力。从而不再需要对铸件的三维体进行剖分以及分解后才能获知铸件的热应力,而是在重构网格上通过针对于铸件几何模型的符号距离函数值来进行热应力的计算,可以有效地提高计算热应力的准确性问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种热应力的计算方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的一种符号距离函数的计算方法的流程图;
图3为本申请实施例提供的一种度量值的计算方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的一种热应力的获取方法的流程图;
图5为本申请另一实施例提供的一种热应力的计算装置的结构示意图;
图6为本申请另一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请中,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。
本申请实施例提供的一种热应力的计算方法,如图1所示,具体包括以下步骤:
S101、获取目标铸件的面网格和初始背景网格。
其中,目标铸件指代需要进行热应力计算的铸件。
需要说明的是,在本申请实施例中,是基于欧拉几何来实现热应力的计算,其中,欧拉几何是一种在固定网格上来描述几何体的方法,所以需要预先构建一个能够完全包含面网格几何体的结构化背景网格,以便后续能在该结构化背景网格上计算针对于铸件几何体的面网格的热应力,因此就需要获取预先构建好的目标铸件的面网格文件和初始背景网格。
可选地,可以是相关人员预先根据铸件几何模型的尺寸进行构建面网格和初始背景网格,然后再通过系统所提供的计算接口来输入目标铸件的面网格和初始背景网格。
S102、计算面网格在初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到初始背景的每个目标结点的符号距离函数值。
其中,目标结点指代距离面网格单元最近的结点。面网格由多个面网格单元构成。
需要说明的是,由于在很多欧拉几何的描述方法中,符号距离函数具有连续性以及支持不同几何间的布尔运算的特性,并且对于空间内任意的几何体,其所对应的符号距离函数为空间上一点到几何表面的最小距离,从而便可有效地实现精确的描述细节的几何特征,还能有效提高后续计算热应力的准确性,所以在本申请实施中,要在初始背景网格上,计算待铸件的面网格所对应的每个结点的符号距离函数值,也就是在初始背景网格下确定每个结点到面网格的最小距离,从而便可以准确得到初始背景的每个目标结点的符号距离函数值。
可选地,在本申请另一实施例中,步骤S102的一种具体实施方式,如图2所示,包括以下步骤:
S201、分别针对初始背景网格的每个结点,利用八叉树结构查找距离结点最近的面网格单元。
具体的,八叉树结构可以对三维空间的几何实体进行体元剖分,即可以通过八叉树结构对铸件几何模型的面网格进行体元剖分,从而有利于初始背景网格上的每个结点均查找到距离最近的铸件几何模型的面网格单元。
S202、计算结点与面网格单元之间的距离,得到结点的距离函数值。
具体的,执行步骤S202是为了预先得到每个结点的距离函数值,以便后续直接确定距离函数值的正负号。
S203、基于面网格单元的方向确定结点的距离函数值的符号。
需要说明的是,距离函数值在几何体内为负号,在外部为正号,并且每个面网格单元均有方向表明每个面网格单元是几何体的内部还是外部,因此在本申请实施例中,就可以基于面网格单元的方向来确定结点的距离函数值的正负号。
S204、基于结点的距离函数值的符号确定结点的符号距离函数值。
具体的,根据每个结点的距离函数值的正负号最终确定每个结点的符号距离函数值。
S205、将结点的符号距离函数值作为目标结点的符号距离函数值。
S103、计算每个目标结点的符号距离函数值在初始背景网格上的度量,得到每个目标结点的度量值。
具体的,由于后续的热应力计算需要在背景网格进行,如果使用分布均匀的初始背景网格,会导致计算量过大而且还影响计算效率,所以为了使得计算量最优化并且还能确保计算精确的情况下,因此在本申请实施中,采用了背景网格重构的方法,可以实现精简计算步骤以及节省计算时间,而由于背景网格重构是基于计算的度量来实现的,并且度量是根据符号距离函数计算得到的,所以可以直接利用步骤S102计算得到每个目标结点的符号距离函数值来计算得到度量值。
可选地,在本申请另一实施例中,步骤S103的一种具体实施方式,如图3所示,包括以下步骤:
S301、计算每个目标结点的符号距离函数值的绝对值。
需要说明的是,符号距离函数值的大小是用于确定后续重构网格在空间上的每一个结点所对应的网格尺寸大小,因此为了确定出每个目标结点的符号距离函数值的大小值,所以就需要执行步骤S301,基于绝对值确定出符号函数值的大小值。
S302、从每个目标结点的符号距离函数值的绝对值中,筛选出绝对值为零以及绝对值最大的各个符号距离函数值的目标结点。
需要说明的是,网格尺寸取决于符号距离函数值的绝对值大小,其中网格尺寸大小需要基于如下规则:
(1)背景网格距离符号距离函数值为零的等值面越近,网格尺寸越小,更确切地说目标结点的符号距离函数值的绝对值越小,说明铸件几何体的表面距离该目标结点越近,那么该目标结点所对应的网格尺寸应当越小,以便能确保后续在重构网格上计算热应力越精确。
(2)背景网格距离符号距离函数值为零的等值面越远,网格尺寸越大。更确切的说目标结点的符号距离函数值的绝对值越大,说明铸件几何体的表面距离该目标结点越远,那么该目标结点所对应的网格尺寸应当越大。
基于上述两点规则,因此在本申请实施例需要筛选出绝对值为零以及绝对值最大的各个符号距离函数值的目标结点,以能确定出重构网格的网格尺寸。
S303、将绝对值最大的各个符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最大网格尺寸。
需要说明的是,针对于网格尺寸最大的地方,网格尺寸梯度要设置相对要密一些,从而便不会影响后续的计算精度的问题。可选地,网格尺寸梯度不超过预设阈值即可,具体的预设阈值可以根据需求进行设定。
S304、将各个最大网格尺寸确定为绝对值最大的各个符号距离函数值的目标结点的度量值。
S305、将绝对值为零的各个符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最小网格尺寸。
需要说明的是,影响计算精度小的地方,网格尺寸梯度要设置相对的疏一些,也就是将网格尺寸最小地方的网格尺寸梯度设置相对的疏一些,这样便不能确保计算精准度的问题。可选地,网格尺寸梯度不超过预设阈值即可,具体的预设阈值可以根据需求进行设定。
S306、将各个最小网格尺寸确定为绝对值为零的各个符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸的度量值。
S104、对每个目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格。
需要说明的是,背景网格重构可以分为度量的计算以及网格重构两方面,所以在执行步骤S103得到每个符号距离函数值的度量值之后,就需要对每个符号距离函数值的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格。其中采用各向同性的网络构建可以更好地帮助后续的铸件几何模型的在重构网格上的表现力以及准确性,也是计算铸件的热应力更加的准确。
S105、计算目标铸件的每个符号距离函数值在重构网格上的热应力,得到目标铸件的热应力。
可选地,在本申请另一实施例中,步骤S105的一种具体实施方式,如图4所示,包括以下步骤:
S401、对目标铸件的整体表面进行积分,得到目标铸件的整体表面的积分。
具体的,计算目标铸件一整个表面的曲面积分用于后续计算目标铸件的热应力。
S402、对目标铸件的内部进行积分,得到目标铸件的内部的积分。
具体的,计算目标铸件的内部的曲面积分,该曲积分用于后续计算目标铸件的热应力。
S403、利用目标有限元公式,计算整体表面的积分对应的符号距离函数值为零的等值面以及内部的积分对应的符号距离函数值为零的等值面在重构网格上的热应力,得到目标铸件的热应力。
其中,目标有限元公式指代将弱边界条件添加在有限元公式中的公式,符号距离函数值为零的等值面指代目标铸件的三维几何的表面。
具体的,对于高压压铸,其模具内部是含有涂层的,所以模具和铸件之间的摩擦力可以不用计算,所以在本申请实施中,只需要考虑到模具对于模具表面法向方向上的约束,其中该约束通过弱边界条件添加到计算热应力的有限元公式中,表达如下:
其中,右侧最后一项代表了模具在法向方向上对于目标铸件的约束,且这一项代表目标铸件的整体表面的积分,而另外两项则是对于目标铸件几何体的积分。具体的,利用目标有限元公式,计算整体表面的积分对应的目标铸件的三维几何的表面以及内部的积分对应的目标铸件的三维几何的表面在重构网格上的热应力,从而便可以得到目标铸件的热应力。
本申请提供的一种热应力的计算方法,通过获取目标铸件的面网格和初始背景网格,其次计算面网格在初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到初始背景的每个目标结点的符号距离函数值,其中,每个目标结点指代距离面网格单元最近的结点,面网格由多个面网格单元构成,接着计算每个目标结点的符号距离函数值在初始背景网格上的度量,得到每个目标结点的度量值,然后对每个目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格,最后计算目标铸件的每个符号距离函数值在重构网格上的热应力,得到目标铸件的热应力。从而不再需要对铸件的三维体进行剖分以及分解后才能获知铸件的热应力,而是在重构网格上通过针对于铸件几何模型的符号距离函数值来进行热应力的计算,可以有效地提高计算热应力的准确性问题。
本申请另一实施例提供了一种热应力的计算装置,如图5所示,包括以下单元:
获取单元501,用于获取目标铸件的面网格和初始背景网格。
函数计算单元502,用于计算面网格在初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到初始背景的每个目标结点的符号距离函数值。
其中,目标结点指代距离面网格单元最近的结点。面网格由多个面网格单元构成。
度量计算单元503,用于计算每个目标结点的符号距离函数值在初始背景网格上的度量,得到每个目标结点的度量值。
构建单元504,用于对每个目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格。
热应力计算单元505,用于计算目标铸件的每个符号距离函数值在重构网格上的热应力,得到目标铸件的热应力。
需要说明的是,本申请实施例中的上述单元的具体工作过程可相应地参考上述方法实施例中的步骤S101~步骤S105,此处不再赘述。
可选地,本申请另一实施例提供的一种热应力的计算装置中,函数计算单元502,包括以下单元:
查找单元,用于分别针对初始背景网格的每个结点,利用八叉树结构查找距离结点最近的面网格单元。
距离计算单元,用于计算结点与面网格单元之间的距离,得到结点的距离函数值。
第一确定单元,用于基于面网格单元的方向确定结点的距离函数值的符号。
第二确定单元,用于基于结点的距离函数值的符号确定结点的符号距离函数值。
作为单元,用于将结点的符号距离函数值作为目标结点的符号距离函数值。
需要说明的是,本申请上述实施例提供的各个单元的具体工作过程可相应地参考上述方法实施例中的相应的步骤,此处不再赘述。
可选地,本申请另一实施例提供的一种热应力的计算装置中,度量计算单元503,包括:
绝对值计算单元,用于计算每个目标结点的符号距离函数值的绝对值。
筛选单元,用于从每个目标结点的符号距离函数值的绝对值中,筛选出绝对值为零以及绝对值最大的各个符号距离函数值的目标结点。
第一设定单元,用于将绝对值最大的各个符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最大网格尺寸。
第三确定单元,用于将各个最大网格尺寸确定为绝对值最大的各个符号距离函数值的目标结点的度量值。
第二设定单元,用于将绝对值为零的各个符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最小网格尺寸。
第四确定单元,用于将各个最小网格尺寸确定为绝对值为零的各个符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸的度量值。
需要说明的是,本申请上述实施例提供的各个单元的具体工作过程可相应地参考上述方法实施例中的相应的步骤,此处不再赘述。
可选地,本申请另一实施例提供的一种热应力的计算装置中,热应力计算单元505,包括:
第一积分单元,用于对目标铸件的整体表面进行积分,得到目标铸件的整体表面的积分。
第二积分单元,用于对目标铸件的内部进行积分,得到目标铸件的内部的积分。
计算单元,用于利用目标有限元公式,计算整体表面的积分对应的符号距离函数值为零的等值面以及内部的积分对应的符号距离函数值为零的等值面在重构网格上的热应力,得到目标铸件的热应力。
其中,目标有限元公式指代将弱边界条件添加在有限元公式中的公式。
需要说明的是,本申请上述实施例提供的各个单元的具体工作过程可相应地参考上述方法实施例中的相应的步骤,此处不再赘述。
本申请另一实施例提供了一种电子设备,如图6所示,包括:
存储器601和处理器602。
其中,存储器601用于存储程序。
处理器602用于执行程序,程序被执行时,具体用于实现如上述任意一个实施例提供的一种热应力的计算方法。
本申请另一实施例提供了一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,计算机程序被执行时,用于实现如上述任意一个实施例提供的一种热应力的计算方法。
计算机存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种热应力的计算方法,其特征在于,包括:
获取目标铸件的面网格和初始背景网格;
计算所述面网格在所述初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到所述初始背景的每个目标结点的符号距离函数值;其中,所述目标结点指代距离面网格单元最近的结点;所述面网格由多个所述面网格单元构成;
计算每个所述目标结点的符号距离函数值在所述初始背景网格上的度量,得到每个所述目标结点的度量值;
对每个所述目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格;
计算所述目标铸件的每个所述符号距离函数值在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力;
所述计算每个所述目标结点的符号距离函数值在所述初始背景网格上的度量,得到每个所述目标结点的度量值,包括:
计算每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值;
从每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值中,筛选出所述绝对值为零以及所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点;
将所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最大网格尺寸;
将各个所述最大网格尺寸确定为所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点的度量值;
将所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最小网格尺寸;
将各个所述最小网格尺寸确定为所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸的度量值;
所述计算所述目标铸件的每个所述符号距离函数值在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力,包括:
对所述目标铸件的整体表面进行积分,得到所述目标铸件的整体表面的积分;
对所述目标铸件的内部进行积分,得到所述目标铸件的内部的积分;
利用目标有限元公式,计算所述整体表面的积分对应的符号距离函数值为零的等值面以及所述内部的积分对应的符号距离函数值为零的等值面在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力;其中,所述目标有限元公式指代将弱边界条件添加在有限元公式中的公式。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算所述面网格在所述初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到所述初始背景的每个目标结点的符号距离函数值,包括:
分别针对所述初始背景网格的每个结点,利用八叉树结构查找距离所述结点最近的面网格单元;
计算所述结点与所述面网格单元之间的距离,得到所述结点的距离函数值;
基于所述面网格单元的方向确定所述结点的距离函数值的符号;
基于所述结点的距离函数值的符号确定所述结点的符号距离函数值;
将所述结点的符号距离函数值作为目标结点的符号距离函数值。
3.一种热应力的计算装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取目标铸件的面网格和初始背景网格;
函数计算单元,用于计算所述面网格在所述初始背景网格上的每个结点的符号距离函数,得到所述初始背景的每个目标结点的符号距离函数值;其中,所述目标结点指代距离面网格单元最近的结点;所述面网格由多个所述面网格单元构成;
度量计算单元,用于计算每个所述目标结点的符号距离函数值在所述初始背景网格上的度量,得到每个所述目标结点的度量值;
构建单元,用于对每个所述目标结点的度量值进行各向同性的网格构建,得到重构网格;
热应力计算单元,用于计算所述目标铸件的每个所述符号距离函数值在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力;
所述度量计算单元,包括:
绝对值计算单元,用于计算每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值;
筛选单元,用于从每个所述目标结点的符号距离函数值的绝对值中,筛选出所述绝对值为零以及所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点;
第一设定单元,用于将所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最大网格尺寸;
第三确定单元,用于将各个所述最大网格尺寸确定为所述绝对值最大的各个所述符号距离函数值的目标结点的度量值;
第二设定单元,用于将所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸设定为最小网格尺寸;
第四确定单元,用于将各个所述最小网格尺寸确定为所述绝对值为零的各个所述符号距离函数值的目标结点对应的网格尺寸的度量值;
所述热应力计算单元,包括:
第一积分单元,用于对所述目标铸件的整体表面进行积分,得到所述目标铸件的整体表面的积分;
第二积分单元,用于对所述目标铸件的内部进行积分,得到所述目标铸件的内部的积分;
计算单元,用于利用目标有限元公式,计算所述整体表面的积分对应的符号距离函数值为零的等值面以及所述内部的积分对应的符号距离函数值为零的等值面在所述重构网格上的热应力,得到所述目标铸件的热应力;其中,所述目标有限元公式指代将弱边界条件添加在有限元公式中的公式。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述函数计算单元,包括:
查找单元,用于分别针对所述初始背景网格的每个结点,利用八叉树结构查找距离所述结点最近的面网格单元;
距离计算单元,用于计算所述结点与所述面网格单元之间的距离,得到所述结点的距离函数值;
第一确定单元,用于基于所述面网格单元的方向确定所述结点的距离函数值的符号;
第二确定单元,用于基于所述结点的距离函数值的符号确定所述结点的符号距离函数值;
作为单元,用于将所述结点的符号距离函数值作为目标结点的符号距离函数值。
5.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器和处理器;
其中,所述存储器用于存储程序;
所述处理器用于执行所述程序,所述程序被执行时,具体用于实现如权利要求1至2任意一项所述的一种热应力的计算方法。
6.一种计算机存储介质,其特征在于,用于存储计算机程序,所述计算机程序被执行时,用于实现如权利要求1至2任意一项所述的一种热应力的计算方法。
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