CN117172042B - 基于计算机辅助设计的构件校验方法、系统和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于计算机辅助设计的构件校验方法、系统和计算机设备，属于数据处理技术领域，校验方法包括获取待校验图纸，识别所述待校验图纸中各个图层的图层类型；其中，所述图层类型包括文字标注层、尺寸标注层和构件填充层；基于标准规范数据库，对所述文字标注层和尺寸标注层进行标注样式校验，生成标注校验结果；识别所述构件填充层中各个构件的构件信息；基于标准规范数据库，根据各个所述构件的构件信息，对所述构件填充层中的各个构件进行构件信息校验，并生成构件校验结果；根据所述标注校验结果和构件校验结果，生成所述待校验图纸的图纸校验结果。本申请能够准确校验图纸是否满足标准规范，以保证机械构件的生产和使用质量。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种基于计算机辅助设计的构件校验方法、系统和计算机设备。
背景技术
目前，大多数机械构建厂家使用CAD技术设计机械构件，设计人员按照相应的标准和规范进行设计。而CAD机械构件图纸的校验则是确保机械设计和制造质量的关键步骤之一，其主要目的是检查图纸是否符合设计规范和标准，确保所设计的构件尺寸、形状、布局、区域位置等要素无误，从而避免由于图纸错误引起的制造、加工和使用过程中产生的机械故障或者事故等问题。
因此，为了避免日后在使用过程中出现严重事故等问题，如何准确校验图纸是否满足标准规范，以保证机械构件的生产和使用质量成为了目前亟待解决的问题。
发明内容
为了准确校验图纸是否满足标准规范，以保证机械构件的生产和使用质量，本申请提供了一种基于计算机辅助设计的构件校验方法、系统和计算机设备。
第一方面，本申请提供一种基于计算机辅助设计的构件校验方法，采用如下的技术方案：
获取待校验图纸，识别所述待校验图纸中各个图层的图层类型；其中，所述图层类型包括文字标注层、尺寸标注层和构件填充层；
基于标准规范数据库，对所述文字标注层和尺寸标注层进行标注样式校验，生成标注校验结果；
识别所述构件填充层中各个构件的构件信息；
基于标准规范数据库，根据各个所述构件的构件信息，对所述构件填充层中的各个构件进行构件信息校验，并生成构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果，生成所述待校验图纸的图纸校验结果。
通过采用上述技术方案，根据待校验图纸进行图层类型识别，将识别出的文字标注层和尺寸标注层的标注样式与预设的标准规范数据库进行对比，判断是否满足对应标准规范；将识别出的构件填充层中各个构件的构件信息与标准规范数据库进行对比，判断构件参数等信息是否满足对应标准；通过综合标注校验结果和构件校验结果，得到图纸校验结果，实现了对整体图纸是否满足标准规范的准确校验，便于对图纸进行相应的修改，以保证机械构件的生产和使用质量。
可选的，所述构件信息包括构件的构件类型、装配关系以及参数信息；所述基于标准规范数据库，根据各个所述构件的构件信息，对所述构件填充层中的各个构件进行构件信息校验的步骤包括：
基于标准规范数据库，根据各个构件的构件类型，确定各个构件的待校验参数类型；
根据所述待校验参数类型，提取所述各个构件的待校验参数信息；
根据所述各个构件的构件类型，在标准规范数据库中匹配对应的标准规范参数，分别校验各个构件的待校验参数信息是否满足所述标准规范参数，若满足，则为合格构件；若不满足，则为不合格构件。
通过采用上述技术方案，根据不同构件的构件类型确定所需校验的参数类型，分别校验各个构件的待校验参数信息是否满足标准规范参数，进而即可确定合格构件和不合格构件作为构件校验结果。
可选的，在生成所述待校验图纸的图纸校验结果之后，还包括：
根据所述图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
根据所述修改策略对所述图纸进行修改；
基于标准规范数据库将修改后的图纸进行重新校验，若校验不通过，则重新制定修改策略对图纸进行修改；若校验通过，则将修改后的图纸进行输出。
通过采用上述技术方案，根据图纸校验结果确定对应的修改策略，根据修改策略对图纸进行修改，并基于标准规范数据库进行重新校验，通过对图纸中的构件进行多次优化迭代，直至达到标准规范数据库的标准规范要求，从而保证了机械构件的参数性能符合预期，提高了生产和使用质量。
可选的，所述构件信息包括构件的构件类型、装配关系以及参数信息；
在识别所述构件填充层中各个构件的构件信息之后还包括：
提取所述各个构件的参数信息，
基于预设规则库，根据所述各个构件的参数信息，分别计算各个构件中每个参数的符合程度比值；
根据各个构件中每个参数的符合程度比值和对应的预设权重，计算各个构件的符合程度评分；
根据所述各个构件的符合程度评分进行平均值计算，得到所述待校验图纸的综合符合程度评分；
判断所述待校验图纸的综合符合程度评分是否超过预设评分阈值；
若所述待校验图纸的综合符合程度评分超过预设评分阈值，则预设所述待校验图纸的环境参数；
根据所述环境参数和待校验图纸中各个构件的参数信息，创建有限元模型的单元数据结构，并为每个单元分配材料属性和对应的边界条件；
根据各个构件的参数信息，提取对应的几何信息和材料信息；
根据所述环境参数、几何信息和材料属性计算每个单元的刚度矩阵，将每个单元的刚度矩阵组合成全局刚度矩阵，通过边界条件构造载荷向量；
根据全局刚度矩阵和载荷向量形成的线性方程组进行求解，得到节点位移结果；
根据所述节点位移结果和环境参数，得到所述待校验图纸的各个构件的有限元分析结果；
基于预设规则库，对所述各个构件的有限元分析结果进行校验，并生成构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果，生成所述待校验图纸的图纸校验结果。
通过采用上述技术方案，由于在一些特殊场合，例如军工配套的机械构件等，对机械构件的应力等条件的要求往往要远远高于设计标准和规范。因此，需要对这类机械构件的图纸进行特殊的校验，以保证其能够在高应力等恶劣条件下安全运行；因此，在得到各个构件的参数信息后，根据各个构件的参数信息得到各个构件中每个参数的符合程度比值，再对不同类型的参数赋予不同的权重并进行加权求和，从而计算各个构件的符合程度评分，根据各个构件的符合程度评分进行平均值计算，即可得到待校验图纸的综合符合程度评分，判断该综合符合程度评分是否高于预设评分阈值，若是，则表明该校验图纸为对于参数条件要求较高的特殊图纸，需要高度重视校验的工作，并严格按照相应的标准和规范进行校验，确保图纸的准确性和一致性；
因此，可利用有限元分析方法，同时考虑该特殊图纸的使用环境因素，将预设的环境参数融入有限元分析中，根据该特殊图纸中所有构件的参数信息，创建完整的有限元模型，通过计算全局刚度矩阵和载荷向量，以及求解有限元方程，得到各个构件在预设环境参数下的位移、应力、应变以及其他相关响应的综合分析结果，即可根据预设数据库评估校验结果，从而方便根据整个结构的性能表现进行相应调整，以满足设计要求，并保障机械构件的生产和使用质量，同时，对于军工配套的机械构件，也能够保障军事系统、军工制造等特殊行业的安全运行。
可选的，在生成所述待校验图纸的图纸校验结果之后，还包括：
根据所述图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
基于预先定义的目标函数和修订模型，根据所述修改策略将所述图纸输入至所述修订模型中进行修改；其中，目标函数包括有限元分析性能、尺寸准确性、对齐误差和参数最优化；
校验修改后目标函数的值是否达到预设目标，若否，则重新制定修改策略对图纸进行修改；若是，则将修改后的图纸进行输出。
通过采用上述技术方案，根据图纸校验结果确定对应的修改策略，使用创建的修订模型、修改策略以及目标函数对图纸进行自动修订，通过循环迭代的方式对图纸进行一系列修改以确保优化图纸修订过程，根据修订后图纸的标注校验、构件性能校验和有限元分析结果校验判断目标函数是否满足预设目标，通过调整修改策略以实现更优修订效果，并直到满足预设目标，使得修改后的构件性能满足要求为止；通过对校验后的特殊图纸进行自动修订，从而方便根据整个结构的性能表现进行相应调整，对于军工配套的机械构件，也能够保障军事系统、军工制造等特殊行业的安全运行。
可选的，在将修改后的图纸进行输出的步骤之后还包括：
根据所述修改后的图纸提取尺寸数据信息；
基于预设尺寸规则对所述尺寸数据信息进行尺寸校验，判断是否满足预设尺寸规则，若不满足，则输出修正提示信息至用户终端。
通过采用上述技术方案，在对构件进行校验分析时，确保各个构件尺寸满足规范要求非常重要，但在实际应用中，可能出现各个构件均满足规范要求，但整体尺寸不满足的情况，由于在许多工程问题中，常常需要涉及到复杂的参数和多种权衡，因此可通过尺寸校验判断是否满足预设尺寸规则，进而提示设计者对图纸进行整体尺寸调整，从而确保最终满足预期设计要求。
第二方面，本申请提供一种基于计算机辅助设计的构件校验系统，采用如下的技术方案：
一种基于计算机辅助设计的构件校验系统，所述校验系统包括：
图纸获取模块，用于获取待校验图纸；
图层类型识别模块，用于识别所述待校验图纸中各个图层的图层类型；其中，所述图层类型包括文字标注层、尺寸标注层和构件填充层；
标注校验模块，用于基于标准规范数据库，对所述文字标注层和尺寸标注层进行标注样式校验，生成标注校验结果；
构件信息识别模块，用于识别所述构件填充层中各个构件的构件信息；
构件校验模块，用于基于标准规范数据库，根据各个所述构件的构件信息，对所述构件填充层中的各个构件进行构件信息校验，并生成构件校验结果；
图纸校验结果生成模块，用于根据所述标注校验结果和构件校验结果，生成所述待校验图纸的图纸校验结果。
通过采用上述技术方案，根据待校验图纸进行图层类型识别，将识别出的文字标注层和尺寸标注层的标注样式与预设的标准规范数据库进行对比，判断是否满足对应标准规范；将识别出的构件填充层中各个构件的构件信息与标准规范数据库进行对比，判断构件参数等信息是否满足对应标准；通过综合标注校验结果和构件校验结果，得到图纸校验结果，实现了对整体图纸是否满足标准规范的准确校验，便于对图纸进行相应的修改，以保证机械构件的生产和使用质量。
可选的，所述校验系统还包括：
校验结果提取模块，用于根据所述图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
修改策略确定模块，用于根据所述标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
图纸修改模块，用于根据所述修改策略对所述图纸进行修改；
校验模块，用于基于标准规范数据库将修改后的图纸进行重新校验；
图纸输出模块，用于在校验模块重新校验通过时，将修改后的图纸进行输出；
图纸修改模块，还用于在校验模块重新校验不通过时，重新制定修改策略对图纸进行修改。
通过采用上述技术方案，根据图纸校验结果确定对应的修改策略，根据修改策略对图纸进行修改，并基于标准规范数据库进行重新校验，通过对图纸中的构件进行多次优化迭代，直至达到标准规范数据库的标准规范要求，从而保证了机械构件的参数性能符合预期，提高了生产和使用质量。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下的技术方案：
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述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第一方面所述的方法。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：根据待校验图纸进行图层类型识别，将识别出的文字标注层和尺寸标注层的标注样式与预设的标准规范数据库进行对比，判断是否满足对应标准规范；将识别出的构件填充层中各个构件的构件信息与标准规范数据库进行对比，判断构件参数等信息是否满足对应标准；通过综合标注校验结果和构件校验结果，得到图纸校验结果，实现了对整体图纸是否满足标准规范的准确校验，便于对图纸进行相应的修改，以保证机械构件的生产和使用质量。
附图说明
图1是本申请其中一实施例的构件校验方法的流程示意图。
图2是本申请又一实施例的构件校验方法的流程示意图。
图3是本申请另一实施例的构件校验方法的流程示意图。
图4是本申请其中一实施例的构件校验系统的结构框图。
附图标记说明：101、图纸获取模块；102、图层类型识别模块；103、标注校验模块；104、构件信息识别模块；105、构件校验模块；106、图纸校验结果生成模块。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种基于计算机辅助设计的构件校验方法。
参照图1，一种基于计算机辅助设计的构件校验方法，校验方法包括：
步骤S101，获取待校验图纸；
步骤S102，识别待校验图纸中各个图层的图层类型；其中，图层类型包括文字标注层、尺寸标注层和构件填充层；
其中，可通过CAD软件的开发工具包（如AutoCAD的ObjectARX、Open DesignAlliance的Teigha）或第三方库（如Python的ezdxf库、C#的netDxf库）来读取CAD图纸文件，并提取图层信息，利用图层信息中的属性（如图层名称、颜色、线型、线宽等），即可根据预设图层分类规则对图层类型进行识别，将获取到的图层信息与规则库中的内容进行对比，从中区分不同类型的图层，如文字标注层、尺寸标注层和构件填充层等等；
步骤S103，基于标准规范数据库，对文字标注层和尺寸标注层进行标注样式校验，生成标注校验结果；
其中，提取文字标注层和尺寸标注层的标注样式，例如文字字体、字号、颜色以及尺寸线类型、颜色、线宽等等，标准规范数据库应包含标注样式的相关标准规范要求，校验判断文字标注层和尺寸标注层中的标注样式是否满足该标准规范，如果存在不符合标准规范的部分，则作为不合格标注样式记录至标注校验结果；
步骤S104，识别构件填充层中各个构件的构件信息；
其中，构件信息包括构件的构件类型、装配关系以及参数信息等等；
步骤S105，基于标准规范数据库，根据各个构件的构件信息，对构件填充层中的各个构件进行构件信息校验，并生成构件校验结果；
步骤S106，根据标注校验结果和构件校验结果，生成待校验图纸的图纸校验结果。
上述实施方式中，根据待校验图纸进行图层类型识别，将识别出的文字标注层和尺寸标注层的标注样式与预设的标准规范数据库进行对比，判断是否满足对应标准规范；将识别出的构件填充层中各个构件的构件信息与标准规范数据库进行对比，判断构件参数等信息是否满足对应标准；通过综合标注校验结果和构件校验结果，得到图纸校验结果，实现了对整体图纸是否满足标准规范的准确校验，便于对图纸进行相应的修改，以保证机械构件的生产和使用质量。
作为步骤S105的一种实施方式，基于标准规范数据库，根据各个构件的构件信息，对构件填充层中的各个构件进行构件信息校验的步骤包括：
步骤S1051，基于标准规范数据库，根据各个构件的构件类型，确定各个构件的待校验参数类型；
其中，不同构件类型的构件所需校验的参数也并不相同，例如对于螺栓这一类型的构件，则需要校验应力、预紧力、尺寸和材料等参数，而对于梁、柱这些类型的特征则需要校验尺寸、材料、连接方式等参数。
步骤S1052，根据待校验参数类型，提取各个构件的待校验参数信息；
其中，根据待校验参数类型，可在识别的构件的构件信息中提取待校验参数信息即可；
步骤S1053，根据各个构件的构件类型，在标准规范数据库中匹配对应的标准规范参数，分别校验各个构件的待校验参数信息是否满足标准规范参数，若满足，则跳转至步骤S1054；若不满足，则跳转至步骤S1055；
其中，对于构件的尺寸、应力等参数，满足标准规范参数即在标准规定范围内即可符合预设规范要求；
步骤S1054，输出校验结果为合格构件；
步骤S1055，输出校验结果为不合格构件。
需要说明的是，构件类型例如梁、柱、墙、螺栓、轴承等等，装配关系例如构件间的连接方式（焊接、螺栓连接）和连接位置等等，参数信息例如材料类型、应力、尺寸（长度、宽度、厚度）等等；
可以理解的是，由于部分构件例如螺栓需要校验应力这一参数，而装配关系可用于确定力传递路径，因此可通过确定装配关系，为构件的应力这一参数的计算提供基础；例如，若螺栓连接两个构件，则在计算螺栓应力时，需要根据装配关系、受力状况以及材料特性，运用力学平衡方程、弯矩公式、应力应变关系等来进行计算；
在本申请的一个实施例中，对于各个构件的装配关系的识别，可基于几何计算方法和拓扑分析算法，识别构件间相互接触、连接的几何点，当两个或多个构件的几何点重合时，判定它们之间具有一定的装配关系，结合构件的类型信息（例如梁、柱、墙等），即可分析得到构件间的装配关系。
上述实施方式中，根据不同构件的构件类型确定所需校验的参数类型，分别校验各个构件的待校验参数信息是否满足标准规范参数，进而即可确定合格构件和不合格构件作为构件校验结果。
作为校验方法进一步的实施方式，在步骤S106生成待校验图纸的图纸校验结果之后，还包括：
步骤S107，根据图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
其中，标注校验结果包括文字标注层和尺寸标注层的标注样式校验及其在图纸上的位置信息；构件校验结果包括构件填充层的参数校验以及构件在图纸上的位置信息；
步骤S108，根据标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
其中，修改策略包括图纸中需要修改的部分以及对应的修改方式，需要修改的部分例如出现误差的标注样式、参数不符合规范的构件；修改方式包括标注样式修改、构件参数修改、添加或删除构件、标注等元素；
步骤S109，根据修改策略对图纸进行修改；
其中，可使用图纸编辑软件（如AutoCAD）或BIM软件的API接口和自定义脚本对图纸进行自动修改，根据修改策略，逐项修改图纸中的标注样式和构件参数；
在本申请的一个实施例中，对图纸进行修改包括修改文字标注层和尺寸标注层，即根据修改策略调整图纸中的文字标注和尺寸标注样式，例如颜色、字体、线型等；修改还包括修改构件参数，即根据修改策略调整图纸中不符合规范的构件参数，例如几何尺寸、材料属性等；修改还包括添加或删除元素，即根据修改策略，在图纸中添加或删除构件、标注等元素；
步骤S110，基于标准规范数据库将修改后的图纸进行重新校验，若校验不通过，则跳转至步骤S111；若校验通过，则跳转至步骤S112；
步骤S111，重新制定修改策略对图纸进行修改，直至修改后的图纸符合标准规范数据库中的标准规范要求；
步骤S112，将修改后的图纸进行输出。
其中，在修改后重新进行一次标注样式校验和构件信息校验，若校验后的图纸仍不符合标准规范要求，则重新制定修改策略，直至修改后的图纸符合标准规范数据库中的标准规范要求。
上述实施方式中，根据图纸校验结果确定对应的修改策略，根据修改策略对图纸进行修改，并基于标准规范数据库进行重新校验，通过对图纸中的构件进行多次优化迭代，直至达到标准规范数据库的标准规范要求，从而保证了机械构件的参数性能符合预期，提高了生产和使用质量。
参照图2，作为校验方法进一步的实施方式，在步骤S104中识别构件填充层中各个构件的构件信息之后还包括：
步骤S201，提取各个构件的参数信息，
其中，参数信息例如构件的应力、材料类型以及尺寸公差等等。
步骤S202，基于预设规则库，根据各个构件的参数信息，分别计算各个构件中每个参数的符合程度比值；
其中，符合程度比值即用于衡量构件参数相对于预设规则库中预先规定的标准参数范围的符合程度；可以理解的是，通过将提取的参数信息与预设规则库中的标准参数范围进行比较，例如，比较应力是否超过一定阈值，材料是否属于高强度材料，尺寸公差是否比普通标准更严格等等，即可判断该构件是否要求高于设计标准和规范。
在本申请的一个实施例中，符合程度比值=((实际值-标准允许最小值)/(标准允许最大值-标准允许最小值))×100%；在本申请的一个实施例中，实际值、最小值和最大值需要根据不同参数信息进行定义；例如：对于参数信息为材料时，可以根据材料的性能等级来计算符合程度，实际值即为构件所采用的材料性能等级，标准允许最小值为预设规则库中允许的最低性能等级，标准允许最大值为最高性能等级；对于参数信息为应力时，实际值为构件的应力值，标准允许最小值为预设规则库中允许的最低应力值，标准允许最大值为预设规则库中允许的最高应力值；对于参数信息为尺寸公差时，实际值为构件的公差值，标准允许最小值为预设规则库中的最小允许公差（通常接近0），标准允许最大值为预设规则库中的最大允许公差；
步骤S203，根据各个构件中每个参数的符合程度比值和对应的预设权重，计算各个构件的符合程度评分；
其中，由于一个构件往往存在多个参数信息，因此，可对不同类型的参数赋予不同的权重并进行加权求和，例如，对于结构设计更为关键的构件参数，可以赋予较高的权重，而对于一般性的构件参数，则权重较低；
在本申请的一个实施例中，各个构件的符合程度评分=∑(参数i的符合程度百分比×参数i的预设权重)；其中，i表示构件的第i个参数，例如当构件有5个参数需要进行评估时，则i=5；
步骤S204，根据各个构件的符合程度评分进行平均值计算，得到待校验图纸的综合符合程度评分；
其中，由于一张图纸上往往存在多个构件，而单一构件满足甚至超出标准要求并不能够直接判断对该图纸做出评价，因此，可通过将所有构件的符合程度评分进行平均，以得到整个图纸的综合符合程度评分；
在本申请的一个实施例中，待校验图纸的综合符合程度评分=(构件1的综合评分+构件2的综合评分+...+构件n的综合评分)/n，其中，n为待校验图纸中的构件数量；
步骤S205，判断待校验图纸的综合符合程度评分是否超过预设评分阈值；若是，则跳转至步骤S206；若否，则确定该待校验图纸为对参数要求一般的普通图纸，可直接跳转至步骤S105进行构件信息校验；
其中，预设评分阈值可根据实际情况或历史经验进行预先设置，当待校验图纸的综合符合程度评分超过预设评分阈值时，即可判断该待校验图纸为对于参数条件要求较高的特殊图纸；
步骤S206，预设待校验图纸的环境参数；
其中，环境参数可根据该图纸对应产品所需使用环境进行预先设置，例如温度、湿度、风压等，这些参数均可能会影响材料属性和载荷分布；
步骤S207，根据环境参数和待校验图纸中各个构件的参数信息，创建有限元模型的单元数据结构，并为每个单元分配材料属性和对应的边界条件；
其中，各个构件的参数信息包括但不限于几何信息（例如构件的长度、宽度、厚度，梁、板、柱等的截面尺寸和形状等）、材料信息（构件所使用的材料，例如钢筋混凝土、钢材等）、边界条件信息（构件的固定方式如支座、钢筋锚固等）等等；
可以理解的是，根据构件的实际材料属性，如杨氏模量、泊松比及密度等信息，为有限元模型中的每个单元分配材料属性，可使用一个字典或类对象来存储各种材料的属性信息，然后根据单元所对应的材料类型为其分配对应的属性值；
另外，在设置边界条件时，应考虑环境参数对载荷和约束的影响，例如，由于热膨胀、收缩等现象，材料的应变可能随温度而变化，结构物可能会受到风压、地震等环境影响，这些环境参数通常需要转化为数学公式或向量形式，然后应用到相应的单元上；
步骤S208，根据各个构件的参数信息，提取对应的几何信息和材料信息；
其中，几何信息用于生成有限元网格，材料信息用于为有限元模型中的单元分配材料属性；
步骤S209，根据环境参数、几何信息和材料属性计算每个单元的刚度矩阵，将每个单元的刚度矩阵组合成全局刚度矩阵，通过边界条件构造载荷向量；
其中，全局刚度矩阵和载荷向量的尺寸需与构件的自由度相匹配；
步骤S210，根据全局刚度矩阵和载荷向量形成的线性方程组进行求解，得到节点位移结果；
其中，节点位移结果为每个节点的位移分量；另外，在求解过程中，通常使用迭代法（如高斯消元法、乔列斯基分解法等）以提高计算效率；
步骤S211，根据节点位移结果和环境参数，得到待校验图纸的各个构件的有限元分析结果；
其中，应力分析结果包括但不限于每个单元内部的应力分布结果、应变分布结果和热应力结果等等；具体地，应力分布结果可通过构件材料的本性关系将应变张量转换为应力张量得到；应变分布结果可通过节点位移结果和形状函数的梯度计算得到对应的应变张量；热应力结果则需要知道构件材料的热膨胀系数以及当前温度状态，并结合已计算的应力张量计算热应力；
步骤S212，基于预设规则库，对各个构件的有限元分析结果进行校验，并生成构件校验结果；
其中，对各个构件的有限元分析结果进行校验的步骤包括：分别校验各个构件的有限元分析结果是否满足预设规则库中的预设标准，若满足，则为合格构件；若不满足，则为不合格构件；
步骤S213，根据标注校验结果和构件校验结果，生成待校验图纸的图纸校验结果。
上述实施方式中，由于在一些特殊场合，例如军工配套的机械构件等，对机械构件的应力等条件的要求往往要远远高于设计标准和规范。因此，需要对这类机械构件的图纸进行特殊的校验，以保证其能够在高应力等恶劣条件下安全运行；因此，在得到各个构件的参数信息后，根据各个构件的参数信息得到各个构件中每个参数的符合程度比值，再对不同类型的参数赋予不同的权重并进行加权求和，从而计算各个构件的符合程度评分，根据各个构件的符合程度评分进行平均值计算，即可得到待校验图纸的综合符合程度评分，判断该综合符合程度评分是否高于预设评分阈值，若是，则表明该校验图纸为对于参数条件要求较高的特殊图纸，需要高度重视校验的工作，并严格按照相应的标准和规范进行校验，确保图纸的准确性和一致性。
因此，可利用有限元分析方法，同时考虑该特殊图纸的使用环境因素，将预设的环境参数融入有限元分析中，根据该特殊图纸中所有构件的参数信息，创建完整的有限元模型，通过计算全局刚度矩阵和载荷向量，以及求解有限元方程，得到各个构件在预设环境参数下的位移、应力、应变以及其他相关响应的综合分析结果，即可根据预设数据库评估校验结果，从而方便根据整个结构的性能表现进行相应调整，以满足设计要求，并保障机械构件的生产和使用质量，同时，对于军工配套的机械构件，也能够保障军事系统、军工制造等特殊行业的安全运行。
可以理解的是，环境参数如温度、湿度、风压等往往对构件性能产生显著影响，因此将这些参数纳入有限元分析可以更贴近实际情况，模型的预测结果更为可靠，并且能够更好地评估构件在多种工况下的安全性，例如，在考虑温度影响时，可以评估结构在极端温度下的承载能力，从而预防因温度变化引发的安全问题；同时，通过环境参数影响下的有限元分析，可以指导设计者针对特定环境条件进行更加合理的材料选择、构件设计和优化，从而提升性能，并且有助于更准确地确定结构性能需求，避免过度设计和资源浪费。
作为校验方法进一步的实施方式，在步骤S213中生成待校验图纸的图纸校验结果之后，还包括：
步骤S214，根据图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
其中，标注校验结果包括文字标注层和尺寸标注层的标注样式校验及其在图纸上的位置信息；构件校验结果包括有限元分析结果的校验以及构件在图纸上的位置信息；
步骤S215，根据标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
其中，修改策略包括图纸中需要修改的部分以及对应的修改方式，需要修改的部分例如出现误差的标注样式、有限元分析结果不符合规范的构件；修改方式包括标注样式修改、构件参数修改以及添加或删除构件、标注等元素，具体地，例如减小厚度、改变材料、增加支撑结构等等；
步骤S216，基于预先定义的目标函数和修订模型，根据修改策略将图纸输入至修订模型中进行修改；其中，目标函数包括有限元分析性能、尺寸准确性、对齐误差和参数最优化；
其中，修订模型可根据目标工程或项目需求进行创建，修订模型的输入包括原始图纸、修改策略和校验标准，修订模型的输出包括修订后的图纸、校验报告、优化过程记录等等，校验报告例如修订后图纸的标注校验、构件性能校验和有限元分析结果等，优化过程记录包括记录不同优化迭代时的目标函数值、修改策略等信息；
在本申请的一个实施例中，根据修改策略对图纸进行修改包括修改文字标注层和尺寸标注层，即根据修改策略调整图纸中的文字标注和尺寸标注样式，例如颜色、字体、线型等；修改还包括修改构件参数，即根据修改策略调整图纸中不符合规范的构件参数，例如几何尺寸、材料属性等；修改还包括添加或删除元素，即根据修改策略，在图纸中添加或删除构件、标注等元素；
步骤S217，校验修改后目标函数的值是否达到预设目标，若否，则跳转至步骤S218；若是，则跳转至步骤S219；
作为目标函数的一个实施方式，目标函数用于评估修订后图纸的优劣，目标函数包括但不限于对齐误差、参数最优化、尺寸准确性、有限元分析性能等，其中，有限元分析性能即评估修订后的构件在有限元分析中的性能，对齐误差即评估修订后图纸中的元素之间的相对位置误差，参数最优化即评估修订后的构件参数是否满足优化目标，尺寸准确性即评估修订后的图纸中构件尺寸是否符合预设规则库内的设计规范和标准误差范围内；
可以理解的是，通过比较目标函数的值与预设目标，根据校验结果调整修改策略以实现更优修订效果，预设目标可根据预设规则库进行配置；
步骤S218，重新制定修改策略对图纸进行修改，直至修改后目标函数的值符合预设规则库中的预设目标；
步骤S219，将修改后的图纸进行输出。
上述实施方式中，根据图纸校验结果确定对应的修改策略，使用创建的修订模型、修改策略以及目标函数对图纸进行自动修订，通过循环迭代的方式对图纸进行一系列修改以确保优化图纸修订过程，根据修订后图纸的标注校验、构件性能校验和有限元分析结果校验判断目标函数是否满足预设目标，通过调整修改策略以实现更优修订效果，并直到满足预设目标，使得修改后的构件性能满足要求为止；通过对校验后的特殊图纸进行自动修订，从而方便根据整个结构的性能表现进行相应调整，对于军工配套的机械构件，也能够保障军事系统、军工制造等特殊行业的安全运行。
参照图3，作为校验方法进一步的实施方式，在步骤S112或步骤S219将修改后的图纸进行输出的步骤之后，还包括：
步骤S301，根据修改后的图纸提取尺寸数据信息；
其中，尺寸数据信息包括总体尺寸和各个构件间的距离等信息，可通过解析图纸结果及几何信息来实现，例如使用计算机视觉和模式识别技术识别关键标注、线段或形状；
步骤S302，基于预设尺寸规则对尺寸数据信息进行尺寸校验，判断是否满足预设尺寸规则，若不满足，则跳转至步骤S303；若满足，则跳转至步骤S304；
其中，预设尺寸规则例如长度、宽度和高度的限制范围、结构之间的距离要求等，通过遍历尺寸数据信息，若图纸整体尺寸中存在不满足条件的尺寸输出信息，输出相应的修正提示信息，并在修正提示信息图纸中将不满足预设尺寸规则的部分进行标记；
步骤S303，输出修正提示信息至用户终端；
其中，用户终端可以为用户的智能移动终端，例如手机、平板电脑等，也可以为用户的计算机终端。
步骤S304，确定修改后的图纸满足预设尺寸规则。
上述实施方式中，在对构件进行校验分析时，确保各个构件尺寸满足规范要求非常重要，但在实际应用中，可能出现各个构件均满足规范要求，但整体尺寸不满足的情况，由于在许多工程问题中，常常需要涉及到复杂的参数和多种权衡，因此可通过尺寸校验判断是否满足预设尺寸规则，进而提示设计者对图纸进行整体尺寸调整，从而确保最终满足预期设计要求。
本申请实施例还公开一种基于计算机辅助设计的构件校验系统。
参照图4，基于计算机辅助设计的构件校验系统，构件校验系统包括：
图纸获取模块101，用于获取待校验图纸；
图层类型识别模块102，用于识别待校验图纸中各个图层的图层类型；其中，图层类型包括文字标注层、尺寸标注层和构件填充层；
标注校验模块103，用于基于标准规范数据库，对文字标注层和尺寸标注层进行标注样式校验，生成标注校验结果；
构件信息识别模块104，用于识别构件填充层中各个构件的构件信息；
构件校验模块105，用于基于标准规范数据库，根据各个构件的构件信息，对构件填充层中的各个构件进行构件信息校验，并生成构件校验结果；
图纸校验结果生成模块106，用于根据标注校验结果和构件校验结果，生成待校验图纸的图纸校验结果。
上述实施方式中，通过综合标注校验结果和构件校验结果，得到图纸校验结果，实现了对整体图纸是否满足标准规范的准确校验，便于对图纸进行相应的修改，以保证机械构件的生产和使用质量。
作为校验系统进一步的实施方式，校验系统还包括：
校验结果提取模块，用于根据图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
修改策略确定模块，用于根据标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
图纸修改模块，用于根据修改策略对图纸进行修改；
校验模块，用于基于标准规范数据库将修改后的图纸进行重新校验；
图纸输出模块，用于在校验模块重新校验通过时，将修改后的图纸进行输出；
图纸修改模块，还用于在校验模块重新校验不通过时，重新制定修改策略对图纸进行修改。
上述实施方式中，根据图纸校验结果确定对应的修改策略，根据修改策略对图纸进行修改，并基于标准规范数据库进行重新校验，通过对图纸中的构件进行多次优化迭代，直至达到标准规范数据库的标准规范要求，从而保证了机械构件的参数性能符合预期，提高了生产和使用质量。
本申请实施例的构件校验系统能够实现上述构件校验方法的任一种方法，且构件校验系统中各个模块的具体工作过程可参考上述方法实施例中的对应过程。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所提供的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的；例如，某个模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本申请实施例还公开一种计算机设备。
计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述的构件校验方法。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述的构件校验方法中任一种方法的计算机程序。
其中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用；计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (8)
1.一种基于计算机辅助设计的构件校验方法，其特征在于，所述校验方法包括：
获取待校验图纸，识别所述待校验图纸中各个图层的图层类型；其中，所述图层类型包括文字标注层、尺寸标注层和构件填充层；
基于标准规范数据库，对所述文字标注层和尺寸标注层进行标注样式校验，生成标注校验结果；
识别所述构件填充层中各个构件的构件信息；
基于标准规范数据库，根据各个所述构件的构件信息，对所述构件填充层中的各个构件进行构件信息校验，并生成构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果，生成所述待校验图纸的图纸校验结果；
所述构件信息包括构件的构件类型、装配关系以及参数信息；
在识别所述构件填充层中各个构件的构件信息之后还包括：
提取所述各个构件的参数信息，基于预设规则库，根据所述各个构件的参数信息，分别计算各个构件中每个参数的符合程度比值；
根据各个构件中每个参数的符合程度比值和对应的预设权重，计算各个构件的符合程度评分；
根据所述各个构件的符合程度评分进行平均值计算，得到所述待校验图纸的综合符合程度评分；
判断所述待校验图纸的综合符合程度评分是否超过预设评分阈值；
若所述待校验图纸的综合符合程度评分超过预设评分阈值，则预设所述待校验图纸的环境参数；
根据所述环境参数和待校验图纸中各个构件的参数信息，创建有限元模型的单元数据结构，并为每个单元分配材料属性和对应的边界条件；
根据各个构件的参数信息，提取对应的几何信息和材料信息；
根据所述环境参数、几何信息和材料属性计算每个单元的刚度矩阵，将每个单元的刚度矩阵组合成全局刚度矩阵，通过边界条件构造载荷向量；
根据全局刚度矩阵和载荷向量形成的线性方程组进行求解，得到节点位移结果；
根据所述节点位移结果和环境参数，得到所述待校验图纸的各个构件的有限元分析结果；
基于预设规则库，对所述各个构件的有限元分析结果进行校验，并生成构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果，生成所述待校验图纸的图纸校验结果。
2.根据权利要求1所述的基于计算机辅助设计的构件校验方法，其特征在于：所述构件信息包括构件的构件类型、装配关系以及参数信息；
所述基于标准规范数据库，根据各个所述构件的构件信息，对所述构件填充层中的各个构件进行构件信息校验的步骤包括：
基于标准规范数据库，根据各个构件的构件类型，确定各个构件的待校验参数类型；
根据所述待校验参数类型，提取所述各个构件的待校验参数信息；
根据所述各个构件的构件类型，在标准规范数据库中匹配对应的标准规范参数，分别校验各个构件的待校验参数信息是否满足所述标准规范参数，若满足，则为合格构件；若不满足，则为不合格构件。
3.根据权利要求2所述的基于计算机辅助设计的构件校验方法，其特征在于，在生成所述待校验图纸的图纸校验结果之后，还包括：
根据所述图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
根据所述修改策略对所述图纸进行修改；
基于标准规范数据库将修改后的图纸进行重新校验，若校验不通过，则重新制定修改策略对图纸进行修改；若校验通过，则将修改后的图纸进行输出。
4.根据权利要求1所述的基于计算机辅助设计的构件校验方法，其特征在于，在生成所述待校验图纸的图纸校验结果之后，还包括：
根据所述图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
根据所述标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
基于预先定义的目标函数和修订模型，根据所述修改策略将所述图纸输入至所述修订模型中进行修改；其中，目标函数包括有限元分析性能、尺寸准确性、对齐误差和参数最优化；
校验修改后目标函数的值是否达到预设目标，若否，则重新制定修改策略对图纸进行修改；若是，则将修改后的图纸进行输出。
5.根据权利要求3或4所述的基于计算机辅助设计的构件校验方法，其特征在于，在将修改后的图纸进行输出的步骤之后还包括：
根据所述修改后的图纸提取尺寸数据信息；
基于预设尺寸规则对所述尺寸数据信息进行尺寸校验，判断是否满足预设尺寸规则，若不满足，则输出修正提示信息至用户终端。
6.一种基于计算机辅助设计的构件校验系统，其特征在于：用于执行权利要求1到5任一的构件校验方法，所述校验系统包括：
图纸获取模块（101），用于获取待校验图纸；
图层类型识别模块（102），用于识别所述待校验图纸中各个图层的图层类型；其中，所述图层类型包括文字标注层、尺寸标注层和构件填充层；
标注校验模块（103），用于基于标准规范数据库，对所述文字标注层和尺寸标注层进行标注样式校验，生成标注校验结果；
构件信息识别模块（104），用于识别所述构件填充层中各个构件的构件信息；
构件校验模块（105），用于基于标准规范数据库，根据各个所述构件的构件信息，对所述构件填充层中的各个构件进行构件信息校验，并生成构件校验结果；
图纸校验结果生成模块（106），用于根据所述标注校验结果和构件校验结果，生成所述待校验图纸的图纸校验结果。
7.根据权利要求6所述的基于计算机辅助设计的构件校验系统，其特征在于，所述校验系统还包括：
校验结果提取模块，用于根据所述图纸校验结果，提取标注校验结果和构件校验结果；
修改策略确定模块，用于根据所述标注校验结果和构件校验结果确定修改策略；
图纸修改模块，用于根据所述修改策略对所述图纸进行修改；
校验模块，用于基于标准规范数据库将修改后的图纸进行重新校验；
图纸输出模块，用于在校验模块重新校验通过时，将修改后的图纸进行输出；
图纸修改模块，还用于在校验模块重新校验不通过时，重新制定修改策略对图纸进行修改。
8.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述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权利要求1到5任一所述方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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