一种有限元接触对的创建方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种有限元接触对的创建方法和装置，属于计算机辅助工程领域。所述方法包括：接收用户设定的接触设置信息，接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、接触对主面与接触对从面之间的最大距离、接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度；根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域；根据第一接触区域创建接触对主面，根据第二接触区域创建接触对从面，并将接触对主面和接触对从面组装成接触对。本发明采用计算机选取接触区域，选取的准确性较高，并且速度很快，耗时较短。
【专利说明】一种有限元接触对的创建方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机辅助工程领域，特别涉及一种有限元接触对的创建方法和装置。
【背景技术】
[0002]CAE (Computer Aided Engineering,计算机辅助工程)是基于有限元法、有限体积法和有限差分法等，用计算机辅助求解复杂工程和产品结构力学性能的分析计算、以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。在有限元的模拟过程中，会创建大量的接触对，接触对用于表示两个组件相互接触的部分，使相互接触的组件之间可以产生相互作用，保持有限元模型与实际情况的一致性，提供模拟的精度。
[0003]现有的有限元接触对的创建方法包括有限元网格划分；对零件赋予材料；在人工选取的接触区域上，判断接触类型、接触方向并创建接触对。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]由于工程模型一般比较复杂，接触区域较多，人工进行接触区域的选取，选取的准确性很难保证，而且耗时较长。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术不能保证接触区域选取的准确性、耗时长的问题，本发明实施例提供了一种有限元接触对的创建方法和装置。所述技术方案如下:
[0007]—方面，本发明实施例提供了 一种有限元接触对的创建方法，所述方法包括:
[0008]接收用户设定的接触设置信息，所述接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、所述接触对主面与所述接触对从面之间的最大距离、所述接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或所述接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度；
[0009]根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，在所述从组件上确定第二接触区域；
[0010]根据所述第一接触区域创建所述接触对主面，根据所述第二接触区域创建所述接触对从面，并将所述接触对主面和所述接触对从面组装成接触对。
[0011]在第一种可能的实现方式中，所述根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，在所述从组件上确定第二接触区域，包括:
[0012]当所述接触所在位置在所述主组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一接触区域在所述主组件的第一曲面上；
[0013]根据所述接触所在位置到所述第一曲面的垂线与第二曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二曲面为所述从组件上与所述第一曲面相对的曲面；[0014]或者，
[0015]当所述接触所在位置在所述从组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二接触区域在所述从组件的第二曲面上；
[0016]根据所述接触所在位置到所述第二曲面的垂线与第一曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一曲面为所述主组件上与所述第二曲面相对的曲面。
[0017]在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括:
[0018]对所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对进行命名，命名的名称包括文字名称和数字编号，所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对的数字编号相同。
[0019]可选地，所述方法还包括:
[0020]接收所述用户选定的所述接触对主面的名称、所述接触对从面的名称或所述接触对的名称；
[0021]将所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对，以与所述主组件和所述从组件中，除所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对以外的部分不同的显示效果进行显示。
[0022]在第三种可能的实现方式中，所述方法还包括:
[0023]当所述接触所在位置所在的壳单元与相邻的壳单元的夹角大于所述最大角度时，向所述用户提示所述接触设置信息设定不合理。
[0024]另一方面，本发明实施提供了一种有限元接触对的创建装置，所述装置包括:
[0025]接收模块，用于接收用户设定的接触设置信息，所述接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、所述接触对主面与所述接触对从面之间的最大距离、所述接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或所述接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度；
[0026]接触区域确定模块，用于根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，在所述从组件上确定第二接触区域；
[0027]接触创建模块，用于根据所述第一接触区域创建所述接触对主面，根据所述第二接触区域创建所述接触对从面，并将所述接触对主面和所述接触对从面组装成接触对。
[0028]在第一种可能的实现方式中，所述接触区域确定模块用于，
[0029]当所述接触所在位置在所述主组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一接触区域在所述主组件的第一曲面上；
[0030]根据所述接触所在位置到所述第一曲面的垂线与第二曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二曲面为所述从组件上与所述第一曲面相对的曲面；
[0031]或者，[0032]当所述接触所在位置在所述从组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二接触区域在所述从组件的第二曲面上；
[0033]根据所述接触所在位置到所述第二曲面的垂线与第一曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一曲面为所述主组件上与所述第二曲面相对的曲面。
[0034]在第二种可能的实现方式中，所述接触创建模块还用于，
[0035]对所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对进行命名，命名的名称包括文字名称和数字编号，所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对的数字编号相同。
[0036]可选地，所述接收模块还用于，接收所述用户选定的所述接触对主面的名称、所述接触对从面的名称或所述接触对的名称；
[0037]所述装置还包括:
[0038]显示模块，用于将所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对，以与所述主组件和所述从组件中，除所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对以外的部分不同的显示效果进行显示。
[0039]在第三种可能的实现方式中，所述装置还包括:
[0040]提示模块，用于当所述接触所在位置所在的壳单元与相邻的壳单元的夹角大于所述最大角度时，向所述用户提示所述接触设置信息设定不合理。
[0041]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0042]通过接收用户设定的接触设置信息，并根据接触设置信息在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域，采用计算机选取接触区域，选取的准确性较高，并且速度很快，耗时较短。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。
[0044]图1是本发明实施例一提供的一种有限元接触对的创建方法的流程图；
[0045]图2是本发明实施例二提供的一种有限元接触对的创建方法的流程图；
[0046]图3是本发明实施例三提供的一种有限元接触对的创建装置的结构示意图；
[0047]图4是本发明实施例四提供的一种有限元接触对的创建装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0048]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。[0049]实施例一
[0050]本发明实施例提供了一种有限元接触对的创建方法，参见图1，该方法包括:
[0051]步骤101:接收用户设定的接触设置信息。
[0052]在本实施例中，接触设置信息是用户根据需要设定的，接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、接触对主面与接触对从面之间的最大距离、接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度。
[0053]需要说明的是，组件是CAE模拟的零件，如对模拟一个门外板的组件赋予门外板的性质参数(如摩擦系数、容差、滑移等)，该组件就可以模拟门外板在实际中的情况。
[0054]接触通常会在两个组件之间产生，两个组件相互接触的面即为接触面。相互接触的两个组件各包括一个接触面，两个接触面组成一个接触对。在本发明实施例中，将两个组件的接触面分别称为接触对主面和接触对从面，将接触对主面所属的组件称为主组件，将接触对从面所属的组件称为从组件。
[0055]接触所在位置为用户选定的相互接触的两个组件上的一点，该点属于接触面上的某一个单元。在实际操作中，用户可以根据肉眼判断需要作接触并且能接触的位置，在该位置选择一个点作为接触所在位置。
[0056]接触对主面与接触对从面之间的距离，是指在接触对主面上的任一点(A点)作接触对主面的垂线，接触对主面的垂线与接触对从面的交点(B点)与A点之间距离，或者，在接触对从面上的任一点(B点)作接触对从面的垂线，接触对从面的垂线与接触对主面的交点(A点)与B点之间距离。A点和B点之间的距离小于等于前述接触对主面与接触对从面之间的最大距离。
[0057]需要说明的是,组件创建时由若干尺寸较小的单元组成，组成的单元为壳单元或实体单元。其中，壳单元用于薄板或曲面模型，通常不能定义组件的厚度。当两个组件组成的单元包括壳单元时，由于壳单元不具有厚度，因此实际上相互接触的两个组件，在CAE模拟时的相互距离大于O。通过设定最大距离，可以在相互距离大于0的两个壳单元上创建接触对。最大距离通常根据壳单元的厚度设定，如2_ (毫米)。
[0058]由于接触对主面和接触对从面都属于组件(接触对主面属于主组件，接触对从面属于从组件)，因此接触对主面和接触对从面均由壳单元和/或实体单元组成。由于单元的尺寸较小，也就是说，壳单元的面积较小，实体单元的体积较小，因此壳单元或实体单元的表面近似为平面，当组成接触对主面或接触对从面的单元包括实体单元时，会先将实体单元转化为壳单元(转化方法为用实体单元表面上的点组成壳单元)，使组成接触对主面和接触对从面的单元统一为壳单元。接触对主面或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度可用于对接触对主面或接触对从面的平整性进行限定。当两个相邻的壳单元的夹角大于最大角度时，判定两个相邻的壳单元不属于一个接触。最大角度通常根据经验设定，如10度。
[0059]步骤102:根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域。
[0060]在实际应用中，以接触所在位置在主组件的第一曲面上，从组件的第二曲面与第一曲面相对为例，该步骤102可以包括:[0061]计算机先以接触所在位置为中心，寻找该接触所在位置所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。符合最大距离要求的单元为，该单元到第一曲面的垂线与第二曲面的交点，与该单元之间的距离小于最大距离的单元。符合最大角度要求的单元为，与作为中心的单元相邻，且与作为中心的壳单元或由作为中心的实体单元转化的壳单元的夹角小于最大角度的单元。再以该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第一曲面上，所有符合要求的单元组成了第一接触区域。
[0062]以接触所在位置到第一曲面的垂线与第二曲面的交点为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。再以该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第二曲面上，所有符合要求的单元组成了第二接触区域。
[0063]步骤103:根据第一接触区域创建接触对主面，根据第二接触区域创建接触对从面，并将接触对主面和接触对从面组装成接触对。
[0064]本发明实施例通过接收用户设定的接触设置信息，并根据接触设置信息在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域，采用计算机选取接触区域，选取的准确性较高，并且速度很快，耗时较短。
[0065]实施例二
[0066]本发明实施例提供了一种有限元接触对的创建方法，参见图2，该方法包括:
[0067]步骤201:接收用户设定的接触设置信息。
[0068]在本实施例中，接触设置信息是用户根据需要设定的，接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、接触对主面与接触对从面之间的最大距离、接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度、主组件的性质参数，从组件的性质参数、接触类型。
[0069]需要说明的是，组件是CAE模拟的零件，如对模拟一个门外板的组件赋予门外板的性质参数(如摩擦系数、容差、滑移等)，该组件就可以模拟门外板在实际中的情况。
[0070]接触通常会在两个组件之间产生，两个组件相互接触的面即为接触面。相互接触的两个组件各包括一个接触面，两个接触面组成一个接触对。在本发明实施例中，将两个组件的接触面分别称为接触对主面和接触对从面，将接触对主面所属的组件称为主组件，将接触对从面所属的组件称为从组件。
[0071]接触所在位置为用户选定的相互接触的两个组件上的一点，该点属于接触面上的某一个单元。在实际操作中，用户可以根据肉眼判断需要作接触并且能接触的位置，在该位置选择一个点作为接触所在位置。
[0072]接触对主面与接触对从面之间的距离，是指在接触对主面上的任一点(A点)作接触对主面的垂线，接触对主面的垂线与接触对从面的交点(B点)与A点之间距离，或者，在接触对从面上的任一点(B点)作接触对从面的垂线，接触对从面的垂线与接触对主面的交点(A点)与B点之间距离。A点和B点之间的距离小于等于前述接触对主面与接触对从面之间的最大距离。
[0073]需要说明的是，组件创建时由若干尺寸较小的单元组成，组成的单元为壳单元或实体单元。其中，壳单元用于薄板或曲面模型，通常不能定义组件的厚度。当两个组件组成的单元包括壳单元时，由于壳单元不具有厚度，因此实际上相互接触的两个组件，在CAE模拟时的相互距离大于O。通过设定最大距离，可以在相互距离大于0的两个壳单元上创建接触对。最大距离通常根据壳单元的厚度设定，如2_。
[0074]由于接触对主面和接触对从面都属于组件(接触对主面属于主组件，接触对从面属于从组件)，因此接触对主面和接触对从面均由壳单元和/或实体单元组成。由于单元的尺寸较小，也就是说，壳单元的面积较小，实体单元的体积较小，因此壳单元或实体单元的表面近似为平面，当组成接触对主面或接触对从面的单元包括实体单元时，会先将实体单元转化为壳单元(转化方法为用实体单元表面上的点组成壳单元)，使组成接触对主面和接触对从面的单元统一为壳单元。接触对主面或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度可用于对接触对主面或接触对从面的平整性进行限定。当两个相邻的单元的壳夹角大于最大角度时，判定两个相邻的壳单元不属于一个接触。最大角度通常根据经验设定，如10度。
[0075]接触对主面所属的组件的性质参数和接触对从面所属的组件的性质参数分别用于表示接触对主面所属的组件的性质和接触对从面所属的组件的性质，性质参数包括摩擦系数、容差、滑移等，本发明对比不作限制。
[0076]接触类型包括绑定、不分离、无摩擦、粗糙、有摩擦五种。
[0077]步骤202:根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域。
[0078]具体地，该步骤202可以包括:
[0079]当接触所在位置在主组件上时，根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，第一接触区域在主组件的第一曲面上；
[0080]根据接触所在位置到第一曲面的垂线与第二曲面的交点、最大距离、最大角度，在从组件上确定第二接触区域，第二曲面为从组件上与第一曲面相对的曲面；
[0081]或者，
[0082]当接触所在位置在从组件上时，根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在从组件上确定第二接触区域，第二接触区域在从组件的第二曲面上；
[0083]根据接触所在位置到第二曲面的垂线与第一曲面的交点、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，第一曲面为主组件上与第二曲面相对的曲面。
[0084]在实际应用中，以接触所在位置在主组件的第一曲面上为例，该步骤202可以包括:
[0085]计算机先以接触所在位置为中心，寻找该接触所在位置所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。符合最大距离要求的单元为，该单元到第一曲面的垂线与第二曲面的交点，与该单元之间的距离小于最大距离的单元。符合最大角度要求的单元为，与作为中心的单元相邻，且与作为中心的壳单元或由作为中心的实体单元转化的壳单元的夹角小于最大角度的单元。再以该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第一曲面上，所有符合要求的单元组成了第一接触区域。
[0086]以接触所在位置到第一曲面的垂线与第二曲面的交点为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。再以该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第二曲面上，所有符合要求的单元组成了第二接触区域。
[0087]在本实施例的一种实现方式中，该方法还可以包括步骤:当接触所在位置所在的壳单元与相邻的壳单元的夹角大于最大角度时，向用户提示接触设置信息设定不合理。
[0088]可以理解地，当接触所在位置所在的单元和/或接触所在位置相邻的单元为实体单元时，可以先将实体单元转化为壳单元，再进行上述步骤。
[0089]步骤203:根据第一接触区域创建接触对主面并进行命名，根据第二接触区域创建接触对从面并进行命名，将接触对主面和接触对从面组装成接触对并进行命名。
[0090]在本实施例的一种实现方式中，该步骤203可以包括:将主组件的性质参数赋予第一接触区域，并将第一接触区域设定为接触对主面；将从组件的性质参数赋予第二接触区域，并将第二接触区域设定为接触对从面；将接触对主面和接触对从面按照接触类型组装成接触对。
[0091]在本实施例的另一种实现方式中，该步骤203可以包括:对接触对主面、接触对从面、接触对进行命名。
[0092]可选地，命名的名称包括文字名称和数字编号，接触对主面、接触对从面、接触对的数字编号相同。
[0093]在具体实现中，对接触对主面、接触对从面、接触对进行命名可以由计算机按照预定的规则进行自动命名，也可以按照用户输入的接触对主面的名称、接触对从面的名称、接触对的名称进行命名。计算机自动命名遵循的规则可以为:接触对主面的名称为“接触对主面”和编号、接触对从面的名称为“接触对从面”和编号、接触对的名称为“接触对”和编号，组成某接触对的接触对主面的编号和接触对从面的编号与该接触对的编号相同，接触对的编号按照接触对创建的顺序从小到大，如创建的第一个接触对的名称为“接触对1”，第一个接触对的接触对主面的名称为“接触对主面1”，第一个接触对的接触对从面的名称为“接触对从面I”。
[0094]在该种实现方式中，该方法还可以包括步骤:接收用户选定的接触对主面的名称、接触对从面的名称或接触对的名称；将用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对，以与主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分不同的显示效果进行显示，方便用户对用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对进行检查和修改。
[0095]在实际应用中，将用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对，以与主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分不同的显示效果进行显示，可以为将用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对进行加粗显示，也可以为提高用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对的显示亮度，还可以为降低主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分的显示亮度，还可以为提高用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对的显示亮度，同时降低主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分的显示亮度。前述方法仅为举例，本发明对此不作限制。
[0096]需要说明的是，由于接触不收敛等问题，通常需要对创建的接触进行检查和修改。通过选定名称，以对该名称对应的接触面或接触对进行与主组件和从组件中其它部分不同的显示，使用户在规模庞大的模型中，迅速找到需要处理的接触面或接触对，大大提高了检查和修改的速度和效率。
[0097]本发明实施例通过接收用户设定的接触设置信息，并根据接触设置信息在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域，采用计算机选取接触区域，选取的准确性较高，并且速度很快，耗时较短。
[0098]实施例三
[0099]本发明实施例提供了一种有限元接触对的创建装置，参见图3，该装置包括:
[0100]接收模块301:用于接收用户设定的接触设置信息，接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、接触对主面与接触对从面之间的最大距离、接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度；
[0101]接触区域确定模块302，用于根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域；
[0102]接触创建模块303，用于根据第一接触区域创建接触对主面，根据第二接触区域创建接触对从面，并将接触对主面和接触对从面组装成接触对。
[0103]在本实施例中，接触设置信息是用户根据需要设定的。
[0104]需要说明的是，组件是CAE模拟的零件，如对模拟一个门外板的组件赋予门外板的性质参数(如摩擦系数、容差、滑移等)，该组件就可以模拟门外板在实际中的情况。
[0105]接触通常会在两个组件之间产生，两个组件相互接触的面即为接触面。相互接触的两个组件各包括一个接触面，两个接触面组成一个接触对。在本发明实施例中，将两个组件的接触面分别称为接触对主面和接触对从面，将接触对主面所属的组件称为主组件，将接触对从面所属的组件称为从组件。
[0106]接触所在位置为用户选定的相互接触的两个组件上的一点，该点属于接触面上的某一个单元。在实际操作中，用户可以根据肉眼判断需要作接触并且能接触的位置，在该位置选择一个点作为接触所在位置。
[0107]接触对主面与接触对从面之间的距离，是指在接触对主面上的任一点(A点)作接触对主面的垂线，接触对主面的垂线与接触对从面的交点(B点)与A点之间距离，或者，在接触对从面上的任一点(B点)作接触对从面的垂线，接触对从面的垂线与接触对主面的交点(A点)与B点之间距离。A点和B点之间的距离小于等于前述接触对主面与接触对从面之间的最大距离。
[0108]需要说明的是,组件创建时由若干尺寸较小的单元组成，组成的单元为壳单元或实体单元。其中，壳单元用于薄板或曲面模型，通常不能定义组件的厚度。当两个组件组成的单元包括壳单元时，由于壳单元不具有厚度，因此实际上相互接触的两个组件，在CAE模拟时的相互距离大于O。通过设定最大距离，可以在相互距离大于0的两个壳单元上创建接触对。最大距离通常根据壳单元的厚度设定，如2_。
[0109]由于接触对主面和接触对从面都属于组件(接触对主面属于主组件，接触对从面属于从组件)，因此接触对主面和接触对从面均由壳单元和/或实体单元组成。由于单元的尺寸较小，也就是说，壳单元的面积较小，实体单元的体积较小，因此壳单元或实体单元的表面近似为平面，当组成接触对主面或接触对从面的单元包括实体单元时，会先将实体单元转化为壳单元(转化方法为用实体单元表面上的点组成壳单元)，使组成接触对主面和接触对从面的单元统一为壳单元。接触对主面或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度可用于对接触对主面或接触对从面的平整性进行限定。当两个相邻的壳单元的夹角大于最大角度时，判定两个相邻的壳单元不属于一个接触。最大角度通常根据经验设定，如10度。
[0110]在实际应用中，以接触所在位置在主组件的第一曲面上，从组件的第二曲面与第一曲面相对为例，接触区域确定模块302按照如下方式确定接触区域:先以接触所在位置为中心，寻找该接触所在位置所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。符合最大距离要求的单元为，该单元到第一曲面的垂线与第二曲面的交点，与该单元之间的距离小于最大距离的单元。符合最大角度要求的单元为，与作为中心的单元相邻，且与作为中心的壳单元或由作为中心的实体单元转化的壳单元的夹角小于最大角度的单元。再以该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第一曲面上，所有符合要求的单元组成了第一接触区域。
[0111]以接触所在位置到第一曲面的垂线与第二曲面的交点为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。再以该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第二曲面上，所有符合要求的单元组成了第二接触区域。
[0112]本发明实施例通过接收用户设定的接触设置信息，并根据接触设置信息在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域，采用计算机选取接触区域，选取的准确性较高，并且速度很快，耗时较短。
[0113]实施例四
[0114]本发明实施例提供了一种有限元接触对的创建装置，参见图4，该装置包括:[0115]接收模块401:用于接收用户设定的接触设置信息，接触设置信息是用户根据需要设定的，接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、接触对主面与接触对从面之间的最大距离、接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度、主组件的性质参数，从组件的性质参数、接触类型；
[0116]接触区域确定模块402，用于根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域；
[0117]接触创建模块403，用于根据第一接触区域创建接触对主面，根据第二接触区域创建接触对从面，并将接触对主面和接触对从面组装成接触对。
[0118]在本实施例中，接触设置信息是用户根据需要设定的。
[0119]需要说明的是，组件是CAE模拟的零件，如对模拟一个门外板的组件赋予门外板的性质参数(如摩擦系数、容差、滑移等)，该组件就可以模拟门外板在实际中的情况。
[0120]接触通常会在两个组件之间产生，两个组件相互接触的面即为接触面。相互接触的两个组件各包括一个接触面，两个接触面组成一个接触对。在本发明实施例中，将两个组件的接触面分别称为接触对主面和接触对从面，将接触对主面所属的组件称为主组件，将接触对从面所属的组件称为从组件。
[0121]接触所在位置为用户选定的相互接触的两个组件上的一点，该点属于接触面上的某一个单元。在实际操作中，用户可以根据肉眼判断需要作接触并且能接触的位置，在该位置选择一个点作为接触所在位置。
[0122]接触对主面与接触对从面之间的距离，是指在接触对主面上的任一点(A点)作接触对主面的垂线，接触对主面的垂线与接触对从面的交点(B点)与A点之间距离，或者，在接触对从面上的任一点(B点)作接触对从面的垂线，接触对从面的垂线与接触对主面的交点(A点)与B点之间距离。A点和B点之间的距离小于等于前述接触对主面与接触对从面之间的最大距离。
[0123]需要说明的是,组件创建时由若干尺寸较小的单元组成，组成的单元为壳单元或实体单元。其中，壳单元用于薄板或曲面模型，通常不能定义组件的厚度。当两个组件组成的单元包括壳单元时，由于壳单元不具有厚度，因此实际上相互接触的两个组件，在CAE模拟时的相互距离大于O。通过设定最大距离，可以在相互距离大于0的两个壳单元上创建接触对。最大距离通常根据壳单元的厚度设定，如2_。
[0124]由于接触对主面和接触对从面都属于组件(接触对主面属于主组件，接触对从面属于从组件)，因此接触对主面和接触对从面均由壳单元和/或实体单元组成。由于单元的尺寸较小，也就是说，壳单元的面积较小，实体单元的体积较小，因此壳单元或实体单元的表面近似为平面，当组成接触对主面或接触对从面的单元包括实体单元时，会先将实体单元转化为壳单元(转化方法为用实体单元表面上的点组成壳单元)，使组成接触对主面和接触对从面的单元统一为壳单元。接触对主面或接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度可用于对接触对主面或接触对从面的平整性进行限定。当两个相邻的单元的壳夹角大于最大角度时，判定两个相邻的壳单元不属于一个接触。最大角度通常根据经验设定，如10度。
[0125]接触对主面所属的组件的性质参数和接触对从面所属的组件的性质参数分别用于表示接触对主面所属的组件的性质和接触对从面所属的组件的性质，性质参数包括摩擦系数、容差、滑移等，本发明对比不作限制。
[0126]接触类型包括绑定、不分离、无摩擦、粗糙、有摩擦五种。
[0127]具体地，接触区域确定模块402可以用于，
[0128]当接触所在位置在主组件上时，根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，第一接触区域在主组件的第一曲面上；
[0129]根据接触所在位置到第一曲面的垂线与第二曲面的交点、最大距离、最大角度，在从组件上确定第二接触区域，第二曲面为从组件上与第一曲面相对的曲面；
[0130]或者，
[0131]当接触所在位置在从组件上时，根据接触所在位置、最大距离、最大角度，在从组件上确定第二接触区域，第二接触区域在从组件的第二曲面上；
[0132]根据接触所在位置到第二曲面的垂线与第一曲面的交点、最大距离、最大角度，在主组件上确定第一接触区域，第一曲面为主组件上与第二曲面相对的曲面。
[0133]在实际应用中，以接触所在位置在主组件的第一曲面上为例，接触区域确定模块402按照如下方式确定接触区域:先以接触所在位置为中心，寻找该接触所在位置所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。符合最大距离要求的单元为，该单元到第一曲面的垂线与第二曲面的交点，与该单元之间的距离小于最大距离的单元。符合最大角度要求的单元为，与作为中心的单元相邻，且与作为中心的壳单元或由作为中心的实体单元转化的壳单元的夹角小于最大角度的单元。再以该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该接触所在位置的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第一曲面上，所有符合要求的单元组成了第一接触区域。
[0134]以接触所在位置到第一曲面的垂线与第二曲面的交点为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。再以该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元为中心，寻找该交点所在的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元的相邻单元中符合最大距离和最大角度要求的单元。以此类推，直到找不到符合要求的单元为止。第二曲面上，所有符合要求的单元组成了第二接触区域。
[0135]在本实施例的一种实现方式中，该装置还可以包括:
[0136]提示模块404，用于当接触所在位置所在的壳单元与相邻的壳单元的夹角大于最大角度时，向用户提示接触设置信息设定不合理。
[0137]可以理解地，当接触所在位置所在的单元和/或接触所在位置相邻的单元为实体单元时，可以先将实体单元转化为壳单元，再进行上述步骤。
[0138]在本实施例的另一种实现方式中，接触创建模块403可以用于，
[0139]将主组件的性质参数赋予第一接触区域，并将第一接触区域设定为接触对主面；将从组件的性质参数赋予第二接触区域，并将第二接触区域设定为接触对从面；将接触对主面和接触对从面按照接触类型组装成接触对。
[0140]在本实施例的又一种实现方式中，接触创建模块403还可以用于，[0141]对接触对主面、接触对从面、接触对进行命名。
[0142]可选地，命名的名称包括文字名称和数字编号，接触对主面、接触对从面、接触对的数字编号相同。
[0143]在具体实现中，对接触对主面、接触对从面、接触对进行命名可以由计算机按照预定的规则进行自动命名，也可以按照用户输入的接触对主面的名称、接触对从面的名称、接触对的名称进行命名。计算机自动命名遵循的规则可以为:接触对主面的名称为“接触对主面”和编号、接触对从面的名称为“接触对从面”和编号、接触对的名称为“接触对”和编号，组成某接触对的接触对主面的编号和接触对从面的编号与该接触对的编号相同，接触对的编号按照接触对创建的顺序从小到大，如创建的第一个接触对的名称为“接触对1”，第一个接触对的接触对主面的名称为“接触对主面1”，第一个接触对的接触对从面的名称为“接触对从面I”。
[0144]在该种实现方式中，接收模块401还可以用于，接收用户选定的接触对主面的名称、接触对从面的名称或接触对的名称。
[0145]该装置还包括:
[0146]显示模块405，用于将用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对，以与主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分不同的显示效果进行显示，方便用户对用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对进行检查和修改。
[0147]在实际应用中，显示模块405用于，将用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对，以与主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分不同的显示效果进行显示，可以为将用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对进行加粗显示，也可以为提高用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对的显示亮度，还可以为降低主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分的显示亮度，还可以为提高用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对的显示亮度，同时降低主组件和从组件中，除用户选定的接触对主面的名称对应的接触对主面、接触对从面的名称对应的接触对从面或接触对的名称对应的接触对以外的部分的显示亮度。前述方法仅为举例，本发明对此不作限制。
[0148]需要说明的是，由于接触不收敛等问题，通常需要对创建的接触进行检查和修改。通过选定名称，以对该名称对应的接触面或接触对进行与主组件和从组件中其它部分不同的显示，使用户在规模庞大的模型中，迅速找到需要处理的接触面或接触对，大大提高了检查和修改的速度和效率。
[0149]本发明实施例通过接收用户设定的接触设置信息，并根据接触设置信息在主组件上确定第一接触区域，在从组件上确定第二接触区域，采用计算机选取接触区域，选取的准确性较高，并且速度很快，耗时较短。
[0150]需要说明的是:上述实施例提供的有限元接触的创建装置在创建有限元接触时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的有限元接触的创建装置与有限元接触的创建方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0151 ] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0152]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0153]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种有限元接触对的创建方法，其特征在于，所述方法包括: 接收用户设定的接触设置信息，所述接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、所述接触对主面与所述接触对从面之间的最大距离、所述接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或所述接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度； 根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，在所述从组件上确定第二接触区域； 根据所述第一接触区域创建所述接触对主面，根据所述第二接触区域创建所述接触对从面，并将所述接触对主面和所述接触对从面组装成接触对。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，在所述从组件上确定第二接触区域，包括: 当所述接触所在位置在所述主组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一接触区域在所述主组件的第一曲面上； 根据所述接触所在位置到所述第一曲面的垂线与第二曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二曲面为所述从组件上与所述第一曲面相对的曲面； 或者， 当所述接触所在位置在所述从组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二接触区域在所述从组件的第二曲面上； 根据所述接触所在位置到所述第二曲面的垂线与第一曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一曲面为所述主组件上与所述第二曲面相对的曲面。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 对所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对进行命名，命名的名称包括文字名称和数字编号，所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对的数字编号相同。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 接收所述用户选定的所述接触对主面的名称、所述接触对从面的名称或所述接触对的名称； 将所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对，以与所述主组件和所述从组件中，除所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对以外的部分不同的显示效果进行显/Jn o
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 当所述接触所在位置所在的壳单元与相邻的壳单元的夹角大于所述最大角度时，向所述用户提示所述接触设置信息设定不合理。
6.一种有限元接触对的创建装置，其特征在于，所述装置包括: 接收模块，用于接收用户设定的接触设置信息，所述接触设置信息包括接触对主面所属的主组件、接触对从面所属的从组件、接触所在位置、所述接触对主面与所述接触对从面之间的最大距离、所述接触对主面两个相邻的壳单元的夹角的最大角度或所述接触对从面中两个相邻的壳单元的夹角的最大角度； 接触区域确定模块，用于根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，在所述从组件上确定第二接触区域； 接触创建模块，用于根据所述第一接触区域创建所述接触对主面，根据所述第二接触区域创建所述接触对从面，并将所述接触对主面和所述接触对从面组装成接触对。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接触区域确定模块用于， 当所述接触所在位置在所述主组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一接触区域在所述主组件的第一曲面上； 根据所述接触所在位置到所述第一曲面的垂线与第二曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二曲面为所述从组件上与所述第一曲面相对的曲面； 或者， 当所述接触所在位置在所`述从组件上时，根据所述接触所在位置、所述最大距离、所述最大角度，在所述从组件上确定第二接触区域，所述第二接触区域在所述从组件的第二曲面上； 根据所述接触所在位置到所述第二曲面的垂线与第一曲面的交点、所述最大距离、所述最大角度，在所述主组件上确定第一接触区域，所述第一曲面为所述主组件上与所述第二曲面相对的曲面。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述接触创建模块还用于， 对所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对进行命名，命名的名称包括文字名称和数字编号，所述接触对主面、所述接触对从面、所述接触对的数字编号相同。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述接收模块还用于，接收所述用户选定的所述接触对主面的名称、所述接触对从面的名称或所述接触对的名称； 所述装置还包括: 显示模块，用于将所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对，以与所述主组件和所述从组件中，除所述用户选定的所述接触对主面的名称对应的所述接触对主面、所述用户选定的所述接触对从面的名称对应的所述接触对从面或所述用户选定的所述接触对的名称对应的所述接触对以外的部分不同的显示效果进行显示。
10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 提示模块，用于当所述接触所在位置所在的壳单元与相邻的壳单元的夹角大于所述最大角度时，向所述用户提示所述接触设置信息设定不合理。
【文档编号】G06F17/50GK103699728SQ201310692587
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】包国建, 黄茁, 张林波, 瞿元 申请人:奇瑞汽车股份有限公司