拓扑空间建模方法、装置及计算机可读存储介质与流程

文档序号:15982885发布日期:2018-11-17 00:32阅读:158来源:国知局

本发明涉及模型搭建技术领域,尤其涉及拓扑空间建模方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

目前,将仿真技术应用于产品设计研发流程中在全球工业界已经受到广泛认同,并在很多工业领域体现出巨大的价值。例如汽车行业中,在早期设计阶段利用模型搭建技术对全新开发或换代的车型进行性能仿真评估。

现有的拓扑空间建模的方法是,采用有限元前处理软件建立拓扑空间三维网格模型。由于有限元前处理软件根据产品的总布置和造型等外部输入信息采用固定数值的尺寸单元完成建模,这种建模方法很难实现模块化和参数化的功能,因此,再次建模时,外部输入信息改变,模型需要整体更新,从而导致拓扑空间建模中模型更新速度慢、建模效率低。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供一种拓扑空间建模方法、装置及计算机可读存储介质,旨在解决拓扑空间建模中模型更新速度慢、建模效率低、无法实现模块化和参数化的功能的技术问题。

为实现上述目的,本发明提供一种拓扑空间建模方法,所述拓扑空间建模方法包括以下步骤:

根据待设计产品的设计参数定义所述待设计产品的拓扑设计空间;

根据所述拓扑设计空间建立或获取拓扑空间模型模块;

拼接所述拓扑空间模型模块;

将拼接后的所述拓扑空间模型模块形成所述待设计产品的拓扑空间模型。

优选地,所述将拼接后的所述拓扑空间模型模块形成所述待设计产品的拓扑空间模型的步骤之前,还包括:

当检测到所述待设计产品的设计参数发生更新时,获取更新后的所述待设计产品的设计参数;

根据更新后的所述待设计产品的设计参数调整拼接后的所述拓扑空间模型模块。

优选地,所述根据更新后的所述待设计产品的设计参数调整拼接后的所述拓扑空间模型模块的步骤包括:

根据更新后的所述待设计产品的设计参数,更新所述拓扑空间模型模块的设计变量值;

根据所述拓扑空间模型模块的设计变量值调整拼接后的所述拓扑空间模型模块,其中,所述待设计的产品设计参数至少包括整体和局部尺寸、造型和总布置参数中的至少一个。

优选地,所述将拼接后的所述拓扑空间模型模块形成所述待设计产品的拓扑空间模型的步骤包括:

将拼接后的所述拓扑空间模型模块生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型。

优选地,所述根据所述拓扑设计空间建立或获取拓扑空间模型模块的步骤之后,还包括:

基于一个或多个所述拓扑空间模型模块建立二维模型封闭腔体;

所述将拼接后的所述拓扑空间模型模块生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型的步骤包括:

将所述二维模型封闭腔体生成2d有限元网格;

根据将具有2d有限元网格的所述二维模型封闭腔体生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型。

优选地,所述将具有2d有限元网格的所述二维模型封闭腔体建立3d实体网格,以形成拓扑空间模型的步骤之前,还包括:

根据所述2d有限元网格判断所述二维模型封闭腔体是否满足预设封闭条件;

当所述二维模型封闭腔体不满足所述预设封闭条件时,将不满足所述预设封闭条件的所述二维模型封闭腔体对应的拓扑空间模型模块重新匹配建立二维模型封闭腔体,并将二维模型封闭腔体生成2d有限元网格。

优选地,所述根据所述2d有限元网格判断所述二维模型封闭腔体是否满足预设封闭条件的步骤包括:

将所述2d有限元网格生成3d有限元实体网格,获取生成结果;

当所述生成结果为失败时,将所述生成失败的所述2d有限元网格对应的所述二维模型封闭腔体判定为不满足所述预设封闭条件;

当所述生成结果为成功时,将所述生成成功的所述2d有限元网格对应的所述二维模型封闭腔体判定为满足所述预设封闭条件。

优选地,所述将拼接后的所述拓扑空间模型模块形成所述待设计产品的拓扑空间模型的步骤之后,还包括:

根据所述待设计产品的设计参数定义所述拓扑空间模型的边界条件和载荷工况;

获取各个二维模型封闭腔体对应的拓扑体积分数、所述拓扑空间模型的边界条件、载荷工况以及拓扑计算参数;

根据所述拓扑体积分数、所述边界条件、所述载荷工况以及所述拓扑计算参数对所述拓扑空间模型进行拓扑优化分析。

此外,为实现上述目的,本发明还提供一种拓扑空间建模装置,其特征在于,所述拓扑空间建模装置包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的拓扑空间建模程序,所述拓扑空间建模程序被所述处理器执行时实现如上所述的拓扑空间建模方法的步骤。

此外,为实现上述目的,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有拓扑空间建模程序,所述拓扑空间建模程序被处理器执行时实现如上所述的拓扑空间建模方法的步骤。

本发明实施例提出的一种拓扑空间建模方法、装置及计算机可读存储介质,拓扑空间模型建立软件根据待设计产品的外部输入信息获取待设计产品的设计参数,并根据待设计产品的设计参数定义待设计产品的拓扑设计空间,进一步地,拓扑空间模型建立软件接收到创建拓扑空间模型模块或者获取拓扑空间模型模块的指令时,根据上述定义的待设计产品的拓扑设计空间建立拓扑空间模型模块或获取预先存储的拓扑空间模型模块。将上述分别建立后获取到的多个拓扑空间模型模块拼接,形成待设计产品的拓扑空间模型。本发明采用将设计产品分为多块来分别建立或获取存储的拓扑空间模型模块,再将各个拓扑空间模型模块拼接成拓扑空间模型,使得再次建模时,外部输入信息改变,只需要对更改了的拓扑空间模型模块进行更新,便可实现拓扑空间模型的更新,这就实现了拓扑空间建模的模块化和参数化,在产品设计参数更新后拓扑空间模型可以进行参数化和模块化快速匹配调整,拓扑空间模型模块可以多次重复利用,降低了建模难度,优化了拓扑空间模型模块的建立步骤,加快了拓扑空间建模中模型更新速度,提高了建模效率。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图;

图2为本发拓扑空间建模方法第一实施例的流程示意图;

图3为本发拓扑空间建模方法第二实施例的流程示意图;

图4为本发拓扑空间建模方法第三实施例的流程示意图;

图5为本发拓扑空间建模方法第四实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是:

根据待设计产品的设计参数定义所述待设计产品的拓扑设计空间;

根据所述拓扑设计空间建立或获取拓扑空间模型模块;

拼接所述拓扑空间模型模块;

将拼接后的所述拓扑空间模型模块形成所述待设计产品的拓扑空间模型。

由于现有技术拓扑空间建模中模型更新速度慢、建模效率低。本发明提供一种技术方案,旨在解决拓扑空间建模中模型更新速度慢、建模效率低、无法实现模块化和参数化的功能的技术问题。

拓扑空间模型建立软件根据待设计产品的外部输入信息获取待设计产品的设计参数,并根据待设计产品的设计参数定义待设计产品的拓扑设计空间,进一步地,拓扑空间模型建立软件接收到创建拓扑空间模型模块或者获取拓扑空间模型模块的指令时,根据上述定义的待设计产品的拓扑设计空间建立拓扑空间模型模块或获取预先存储的拓扑空间模型模块。将上述分别建立后获取到的多个拓扑空间模型模块拼接,形成待设计产品的拓扑空间模型。本发明采用将设计产品分为多块来分别建立或获取存储的拓扑空间模型模块,再将各个拓扑空间模型模块拼接成拓扑空间模型,使得再次建模时,外部输入信息改变,只需要对更改了的拓扑空间模型模块更新,通过更新拓扑空间模型模块设计变量值来实现调整拼接后的所述拓扑空间模型模块,实现了拓扑空间建模的模块化和参数化,在产品设计参数更新后拓扑空间模型可以进行参数化和模块化快速匹配调整,拓扑空间模型模块可以多次重复利用,降低了建模难度,优化了拓扑空间模型模块的建立步骤,加快拓扑空间建模中模型更新速度,提高了建模效率。

如图1所示,图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端可以是pc,也可以是智能手机、平板电脑、便携计算机等具有软件运载功能的可移动式终端设备。

如图1所示,该终端可以包括:处理器1001,例如cpu,用户接口1003,存储器1004,通信总线1002。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器1004可以是高速ram存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatilememory),例如磁盘存储器。存储器1004可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解,图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

如图1所示,作为一种计算机存储介质的存储器1004中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及拓扑空间建模程序。

在图1所示的终端中,用户接口1003主要用于连接客户端(用户端),与客户端进行数据通信;而处理器1001可以用于调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,并执行以下操作:

根据待设计产品的设计参数定义所述待设计产品的拓扑设计空间;

根据所述拓扑设计空间建立或获取拓扑空间模型模块;

拼接所述拓扑空间模型模块;

将拼接后的所述拓扑空间模型模块形成所述待设计产品的拓扑空间模型。

进一步地,处理器1001可以调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,还执行以下操作:

当检测到所述待设计产品的设计参数发生更新时,获取更新后的所述待设计产品的设计参数;

根据更新后的所述待设计产品的设计参数调整拼接后的所述拓扑空间模型模块。

进一步地,处理器1001可以调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,还执行以下操作:

根据更新后的所述待设计产品的设计参数,更新所述拓扑空间模型模块的设计变量值;

根据所述拓扑空间模型模块的设计变量值调整拼接后的所述拓扑空间模型模块,其中,所述待设计的产品设计参数至少包括整体和局部尺寸、造型和总布置参数中的至少一个。

进一步地,处理器1001可以调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,还执行以下操作:

将拼接后的所述拓扑空间模型模块生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型。

进一步地,处理器1001可以调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,还执行以下操作:

基于一个或多个所述拓扑空间模型模块生成二维模型封闭腔体;

所述将拼接后的所述拓扑空间模型模块生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型的步骤包括:

将所述二维模型封闭腔体生成2d有限元网格;

将具有2d有限元网格的所述二维模型封闭腔体生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型。

进一步地,处理器1001可以调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,还执行以下操作:

根据所述2d有限元网格判断所述二维模型封闭腔体是否满足预设封闭条件;

当所述二维模型封闭腔体不满足所述预设封闭条件时,将不满足所述预设封闭条件的所述二维模型封闭腔体对应的拓扑空间模型模块重新匹配建立二维模型封闭腔体,并将二维模型封闭腔体生成2d有限元网格。

进一步地,处理器1001可以调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,还执行以下操作:

将所述2d有限元网格生成3d有限元实体网格,获取生成结果;

当所述生成结果为失败时,将所述生成失败的所述2d有限元网格对应的所述二维模型封闭腔体判定为不满足所述预设封闭条件;

当所述生成结果为成功时,将所述生成成功的所述2d有限元网格对应的所述二维模型封闭腔体判定为满足所述预设封闭条件。

进一步地,处理器1001可以调用存储器1004中存储的拓扑空间建模程序,还执行以下操作:

获取各个二维模型封闭腔体对应的拓扑体积分数、所述拓扑空间模型的边界条件、载荷工况以及拓扑计算参数;

根据所述拓扑体积分数、所述边界条件、所述载荷工况以及所述拓扑计算参数对所述拓扑空间模型进行拓扑优化分析。

参照图2,本发明拓扑空间建模方法第一实施例,所述拓扑空间建模方法包括:

步骤s10,根据待设计产品的设计参数定义所述待设计产品的拓扑设计空间。

步骤s20,根据所述拓扑设计空间建立或获取拓扑空间模型模块。

通常,对于确定的待设计产品进行建立拓扑空间模型时,根据待设计产品的实际需求,输入待设计产品的总布置和造型等外部输入信息,拓扑空间模型建立软件根据待设计产品的外部输入信息获取待设计产品的设计参数,进一步地,根据待设计产品的设计参数定义待设计产品的拓扑设计空间。拓扑设计空间的建立为拓扑空间模型提供搭建模型的外部边界。本发明采用的拓扑空间建模软件为sfeconcept软件,但并不仅限于采用此软件实现本发明的技术方案,还包括所有可进行本发明实施方案的其他拓扑空间建模软件。

设计者根据产品设计的概念开发阶段的产品形状数据和参考数据,将待设计产品划分为多个拓扑空间模型模块,并触发创建拓扑空间模型模块或者获取拓扑空间模型模块的指令。拓扑空间模型建立软件接收到创建拓扑空间模型模块或者获取拓扑空间模型模块的指令时,根据上述定义的待设计产品的拓扑设计空间建立拓扑空间模型模块或获取预先存储的拓扑空间模型模块,对于获取到的拓扑空间模型模块,还可以做适当的调整,以符合当前待设计产品的设计要求。例如,在新车建模时,白车身的上车体分为a柱、b柱、c柱等,分别对a柱、b柱、c柱等建立拓扑模型模块。

将待设计产品分为多个拓扑空间模型模块,再分别建立各个拓扑空间模型模块,对于建立好的各个拓扑空间模型模块存储于产品的模型数据库中,以供后期再次建立类似产品模型时,直接从产品的模型数据库中获取已有的拓扑空间模型模块,对于未发生变动的拓扑空间模型模块直接使用,对于发生变化的拓扑空间模型,可以在原有的基础上根据产品设计参数变化进行相应调整匹配,实现了拓扑空间模型模块多次重复利用,减少拓扑空间模型模块的建立步骤,降低了建模难度,提高建模效率。

步骤s30,拼接所述拓扑空间模型模块。

步骤s40,将拼接后的所述拓扑空间模型模块形成所述待设计产品的拓扑空间模型。

将上述分别建立后获取到的多个拓扑空间模型模块拼接,形成待设计产品的拓扑空间模型。通常,对拓扑空间模型模块的拼接时,先将拓扑空间模型模块组合成大的模块组合,再将大的模块组合拼接耦合成待设计产品拓扑空间模块。例如,在新车建模时,将如a柱、b柱、c柱等建立的小的拓扑模型模块组合成上车体,同理组合形成下车体和前舱,再将上车体、下车体和前舱模块拼接耦合成车型车身模型。

此外,将拓扑空间模型模块拼接后的空间模型生成3d有限元实体网格,以完成待设计产品的拓扑空间模型的建模。

本发明采用将设计产品分为多块来分别建立或获取存储的拓扑空间模型模块,再将各个拓扑空间模型模块拼接成拓扑空间模型,而不是采用传统的一体化固定数值的尺寸单元,固定参数建立整个产品的拓扑空间模型,使得再次建模时,外部输入信息改变,只需要对更改了的拓扑空间模型模块更新,加快拓扑空间建模中模型更新速度、提高建模效率。

在本实施例中,拓扑空间模型建立软件根据待设计产品的外部输入信息获取待设计产品的设计参数,并根据待设计产品的设计参数定义待设计产品的拓扑设计空间,进一步地,拓扑空间模型建立软件接收到创建拓扑空间模型模块或者获取拓扑空间模型模块的指令时,根据上述定义的待设计产品的拓扑设计空间建立拓扑空间模型模块或获取预先存储的拓扑空间模型模块。将上述分别建立后获取到的多个拓扑空间模型模块拼接,形成待设计产品的拓扑空间模型。本发明采用将设计产品分为多块来分别建立或获取存储的拓扑空间模型模块,再将各个拓扑空间模型模块拼接成拓扑空间模型,使得再次建模时,外部输入信息改变,只需要对更改了的拓扑空间模型模块更新,实现了拓扑空间模型模块多次重复利用,降低了建模难度,优化了拓扑空间模型模块的建立步骤,加快拓扑空间建模中模型更新速度、提高建模效率。

进一步的,参照图3,本发明拓扑空间建模方法第二实施例,基于上述第一实施例,所述步骤s30之后,还包括:

步骤s50,当检测到所述待设计产品的设计参数发生更新时,获取更新后的所述待设计产品的设计参数。

步骤s60,根据更新后的所述待设计产品的设计参数调整拼接后的所述拓扑空间模型模块。

在拓扑空间建模的过程中,设计者往往会在设计过程中,逐步优化设计方案,由此,导致在设计过程中更新待设计产品的目标尺寸、造型、总布置外部输入数据等设计参数。

在检测到待设计产品的设计参数发生变化时,获取更新后的设计参数,并根据更新后的设计参数对拼装好的待设计产品的拓扑空间模型模块进行调整,可以保证建模的准确性,使得创建好的拓扑空间模型更加符合待设计产品的实际情况。利用sfeconcept软件根据输入更新后的设计参数对拼装后的拓扑空间模型模块进行参数化调整,快速调整拓扑空间模型模块的尺寸参数,以匹配产品的数据状态。根据更新后的所述待设计产品的设计参数,更新所述拓扑空间模型模块的设计变量值,根据所述拓扑空间模型模块的设计变量值调整拼接后的所述拓扑空间模型模块,其中,所述待设计的产品设计参数至少包括整体和局部尺寸、造型和总布置参数中的至少一个,拓扑空间模块的设计变量值时在拓扑空间模块建立时定义的。例如,在新车建模时,基于车型的总布置输入目标尺寸,将轴距加长完成目标车型尺寸的匹配。由于本发明中的拓扑空间模型是有各个分块的拓扑空间模型模块拼接而成的,所以可对拼接后的拓扑空间模型模块进行局部的尺寸调整,实现拓扑空间模型的参数化尺寸调整,完善拓扑空间模型,克服了传统建模方法中拓扑空间建模无法参数化调整的弊端。

在本实施例中,在检测到待设计产品的设计参数发生变化时,获取更新后的设计参数,并根据更新后的设计参数对拼装好的拓扑空间模型进行参数化调整,快速调整拓扑空间模型的尺寸参数,以匹配产品的数据状态,完善拓扑空间模型。由于本发明中的拓扑空间模型是有各个分块的拓扑空间模型模块拼接而成的,所以可对拼接后的拓扑空间模型模块进行局部的尺寸调整,这就实现拓扑空间模型的参数化和模块化调整,完善拓扑空间模型,克服了传统建模方法中,传统建模方法中拓扑空间建模无法参数化调整的弊端。

进一步的,参照图4,本发明拓扑空间建模方法第三实施例,基于上述第一或第二实施例,所述步骤s30之后,还包括:

步骤s70,基于一个或多个所述拓扑空间模型模块生成二维模型封闭腔体。

采用拓扑空间建模软件根据待设计产品的实际需要将某一个或多个相邻的拓扑空间模型模块建立可包络的二维模型封闭腔体。具体地,根据后续定义拓扑体积分数规划需要,对拓扑空间模型模块进行组合形成多个二维模型封闭腔体,不同腔体组合用相邻模块共同截面进行分界和隔断,截面即为腔体边界。最后再根据后续定义拓扑体积分数规划定义不同模块组合是否分界和隔断,每个与周围都有分界和隔断的模块组合形成一个独立的拓扑空间模型封闭腔体。例如,新车建模时,若整个白车身只定义一个封闭腔体,赋一整体体积分数,则没有分界和隔断,整个白车身形成唯一的封闭空腔;若将白车身分为前舱、下车体、前车体、后车体四个大的模块,则在这四个大的模块需要用截面进行分界和隔断,截面即为边界,通过边界将白车身分为四大封闭腔体,每个二维模型封闭腔体赋以不同的拓扑体积分数。

进一步地,定义拓扑体积分数的规则为,对于传力和承载重要性高的部位对应的二维模型封闭腔体对应的拓扑体积分数越高,以使得在拓扑空间模型调整体时,拓扑体积分数高的二维模型封闭腔体保留比例高,即保持该重要性高的部位不会发生严重变化或被取消,以保证关键传力路径和承载结构得以保留和实现。

步骤s41,将所述二维模型封闭腔体生成2d有限元网格。

步骤s42,将具有2d有限元网格的所述二维模型封闭腔体生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型。

将建立好二维模型封闭腔体的拓扑空间模型模块拼接后,采用拓扑空间建模软件将二维模型封闭腔体内生成2d有限元网格,进一步地,利用传统的有限元前处理软件将生成2d有限元网格的二维模型封闭腔体内生成3d有限元实体网格。传统有限元拓扑空间建模前处理软件对待设计产品整个腔体进行整体生成2d有限元网格,再生成3d实体网格的模型搭建,实为根据空间模型边界生成的2d网格来生成3d网格,无法实现模块化和参数化,难度大,建模效率较低。本发明采用的划分多个二维模型封闭腔体的方法,将多个二维模型封闭腔体内生成2d有限元网格之后内,再生成3d有限元实体网格,降低了有限元前处理的处理难度,实现了拓扑空间建模的模块化和参数化,在产品设计参数更新后拓扑空间模型可以进行参数化和模块化快速匹配更新,节省了大量的前处理时间,提高了拓扑空间建模的效率。

应当说明的是,步骤s70可以在步骤s30之前执行,也就是说,可以在拓扑空间模型模块拼接之前建立二维模型封闭腔体,将各个组成二维模型封闭腔体的拓扑空间模型模块拼接,也可以在拓扑空间模型模块拼接之后建立二维模型封闭腔体,二维模型封闭腔体的建立和拓扑空间模型模块的拼接并没有唯一确定的执行顺序。由于2d有限元网格是在二维模型封闭腔体内生成,且为生成3d实体网格作基础,所以步骤s41的执行顺序唯一确定在步骤s60之后且在步骤s42之前。

进一步地,由于经过一系列模块化处理和拼接各个拓扑空间模型模块后得到拓扑空间模型的前体,即拼接后的拓扑空间模型模块,更有甚者在执行步骤s50,即根据待设计产品的设计参数更新和变化,对拼接后的拓扑空间模型模块进行相应调整之后,拓扑空间模型模块发生变化,导致故二维模型封闭腔体也发生变化。所以,在步骤s42,即根据具有2d有限元网格的所述二维模型封闭腔体建立3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型的步骤之前,检查二维模型封闭腔体的封闭性,以确保拼接后的拓扑空间模块模型能够形成拓扑空间模型。

当二维模型封闭腔体的封闭性不佳时,判定该二维模型封闭腔体不满足所述预设封闭条件,并获取不满足所述预设封闭条件的所述二维模型封闭腔体对应的拓扑空间模型模块,将不满足所述预设封闭条件的所述二维模型封闭腔体对应的拓扑空间模型模块重新匹配建立二维模型封闭腔体,并将重新建立后的所述二维模型封闭腔体生成2d有限元网格。其中,检查二维模型封闭腔体的封闭性的方法是,通过拓扑空间建模软件检测二维模型封闭腔体内生成的2d有限元网格是否能够生成3d有限元实体网格,当2d有限元网格能够生成3d有限元实体网格能够生成失败时,则判定该二维模型封闭腔体的封闭性不佳,即不满足预设封闭条件。

此外,并将重新匹配建立后的所述二维模型封闭腔体生成2d有限元网格之后,可以再次检测重建后的二维模型封闭腔体的封闭性,若仍然封闭性不佳,则反复执行重建匹配-检测的步骤,重复预设次数后,结束重复操作。

此外,根据拓扑空间建模中的网格建模标准对生成的2d有限元网格的网格质量进行判定,对于网格质量不满足实际标准要求的二维模型封闭腔体中的2d有限元网格,将重新划分2d有限元网格。完善2d有限元网格的质量和封闭性有利于3d有限元实体网格的生成,提高创建完成的拓扑空间模型的质量,减少模型后期调整的调整难度和调整频率。

需要指出的是,本发明中所述的2d和3d分别是二维和三维的缩写。

在本实施例中,采用拓扑空间建模软件根据待设计产品的实际需要将某一个或多个相邻的拓扑空间模型模块建立可包络的二维模型封闭腔体。并在生成的二维模型封闭腔体内生成2d有限元网格,以便于根据生成的2d有限元网格生成3d有限元实体网格,以形成拓扑空间模型。传统的将待设计产品整个腔体进行整体生成2d有限元网格,再生成3d有限元实体网格的模型搭建,实为根据空间模型边界生成的2d网格来生成3d有限元实体网格,难度大,建模效率较低。本发明采用的划分多个二维模型封闭腔体的方法,将多个二维模型封闭腔体内生成2d有限元网格之后内,再生成3d实体网格,降低了有限元前处理的处理难度,节省了大量的前处理时间,实现了拓扑空间建模的模块化和参数化,在产品设计参数更新后拓扑空间模型可以进行参数化和模块化快速匹配调整,拓扑空间模型模块可以多次重复利用,优化了拓扑空间模型模块的建立步骤,加快拓扑空间建模中模型更新速度,提高了建模效率。

进一步的,参照图5,本发明拓扑空间建模方法第四实施例,基于上述第一至三任一实施例,所述步骤s40之后,还包括:

步骤s80,获取各个二维模型封闭腔体对应的拓扑体积分数、所述拓扑空间模型的边界条件、载荷工况以及拓扑计算参数。

步骤s90,根据所述拓扑体积分数、所述边界条件、所述载荷工况以及所述拓扑计算参数对所述拓扑空间模型进行拓扑优化分析。

在上一实施例中将某一个或多个相邻的拓扑空间模型模块建立可包络的二维模型封闭腔体,对各个二维模型封闭腔体定义拓扑体积分数。例如在新车建模时,根据不同区域传力重要程度定义不同二维模型封闭腔体的拓扑体积分数,重要程度高的二维模型封闭腔体的拓扑体积分数高,重要程度低的二维模型封闭腔体的拓扑体积分数低不重要的低一些,通过设定不同的拓扑体积分数保证了关键架构和传力路径区域的保留和实现。其中,拓扑体积分数高的表明在进行解析时,残留体积分数高,即改变幅度较低。解决了传统的拓扑空间建模中,整个拓扑空间模型只能设置一个拓扑体积分数用于定义解析后设计空间的暂留体积分数最低值,无法保证关键和重要传力路径区域的保留和实现的技术问题。

设计者根据待设计产品的设计参数定义待设计产品的拓扑空间模型的边界条件、载荷工况以及拓扑计算参数。拓扑空间建模软件根据各个二维模型封闭腔体的拓扑体积分数、拓扑空间模型的边界条件、载荷工况以及拓扑计算参数对创建完成的拓扑空间模型进行拓扑优化分析,对拓扑优化分析结果进行解析和优化。进一步地,可对最终优化后的拓扑空间模型进行验算校核,对于校核结果不理想的拓扑空间模型可再次进行模型调整和优化。

在本实施例中,拓扑空间建模软件根据各个二维模型封闭腔体的拓扑体积分数、拓扑空间模型的边界条件、载荷工况以及拓扑计算参数对创建完成的拓扑空间模型进行拓扑优化分析,对拓扑优化分析结果进行解析和优化。解决了传统的拓扑空间建模中,整个拓扑空间模型只能设置一个拓扑体积分数用于定义解析后设计空间的暂留体积分数最低值,无法保证关键和重要传力路径区域的保留和实现的技术问题。

此外,本发明实施例还提出一种拓扑空间建模装置,所述拓扑空间建模装置包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的拓扑空间建模程序,所述拓扑空间建模程序被所述处理器执行时实现如上各个实施例所述的拓扑空间建模方法的步骤。

此外,本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有拓扑空间建模程序,所述拓扑空间建模程序被处理器执行时实现如上各个实施例所述的拓扑空间建模方法的步骤。

需要说明的是,在本文中,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、物品或者系统不仅包括那些要素,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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

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。

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上述实施例方法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,但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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