用于更新計算機輔助設計模型的方法、系統(tǒng)和可讀媒體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機程序和系統(tǒng)領域，且具體地涉及計算機輔助設計CAD、計算機輔助工程CAE、建模以及模擬領域。
【背景技術】
[0002]市場上提供多種系統(tǒng)和程序用于(例如)由達索系統(tǒng)提供的那些部件或部件組合件的設計。這些所謂的CAD系統(tǒng)使用戶能夠構建和操縱物體或物體組合件的復雜三維模型。因此在某些情況下，CAD系統(tǒng)使用具有面的邊緣或線來提供經(jīng)建模物體的表示。線或邊緣可以用多種方式表示，例如，非均勻關系基本樣曲線(NURBS)。
[0003]這些CAD系統(tǒng)管理經(jīng)建模物體的部件或部件組合件，主要是幾何形狀的說明。具體來說，CAD文件含有說明，根據(jù)該說明產生幾何形狀。根據(jù)幾何形狀產生表示說明、幾何形狀以及表示可以存儲于單個CAD文件或多個CAD文件中。CAD系統(tǒng)包含用于向設計者表示經(jīng)建模物體的圖形工具；這些工具專用于復雜物體的顯示，在CAD系統(tǒng)范圍中表示物體的文件的典型大小，但通常對于部件具有兆字節(jié)數(shù)量級。組合件可以含有數(shù)千個部件并且組合件文件對應地較大。CAD系統(tǒng)管理存儲于電子文件中的物體的模型。
【發(fā)明內容】
[0004]根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法和對應系統(tǒng)涉及更新計算機輔助設計(CAD)模型。本發(fā)明的實施例通過產生至少一個有限元分析(FEA)模型的每個相應面的參數(shù)化而開始。根據(jù)此實施例，至少一個FEA模型的每個相應面對應于待更新的CAD模型的相應幾何面并且至少一個FEA模型的每個面具有相應形狀。在此實施例中，接下來的步驟是使用至少一個面的相應形狀以及至少一個面的對應產生的參數(shù)化來確定至少一個FEA模型的至少一個面的形狀函數(shù)。所確定的形狀函數(shù)描述至少一個FEA模型的至少一個面的形狀。最終，CAD模型使用所確定的形狀函數(shù)進行更新。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于更新CAD模型的至少一個FEA模型包括FEA模型以及FEA模型的經(jīng)修改版本。在本發(fā)明的實施例中，其中至少一個FEA模型包括FEA模型以及FEA模型的經(jīng)修改版本，此實施例可以進一步包括使用FEA模型以及至少一個基于物理的分析產生FEA模型的經(jīng)修改版本。根據(jù)此實施例，基于物理的分析可以是應力分析類型、流體分析類型、散熱分析類型和/或電磁分析類型中的一者。
[0006]本發(fā)明的替代實施例可以進一步包括在產生至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化之前，根據(jù)CAD模型產生至少一個FEA模型。在本發(fā)明的又一實施例中，所述方法通過基于待更新的CAD模型產生FEA模型并且使用基于物理的分析產生所述FEA模型的經(jīng)修改版本而開始。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實施例，產生至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化通過確定與至少一個FEA模型的相應面對應的相應的一組或多組表面多邊形而開始。在此實施例中，表面多邊形與FEA模型元素相關聯(lián)，所述模型元素包括節(jié)點和邊緣。接下來，確定用于界定CAD模型的相應CAD表面中的點的相應Uv參數(shù)值。相應CAD表面中的點對應于與表面多邊形相關聯(lián)的節(jié)點，所述表面多邊形對應于至少一個FEA模型的相應面。最終，每個表面多邊形的內部進行Uv參數(shù)化，使得確定用于相應CAD表面中的點的Uv參數(shù)值與每個表面多邊形的內部的UV參數(shù)化一致，并且使得相鄰多邊形具有共用邊緣的一致UV參數(shù)化。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的此實施例，將每個表面多邊形的內部Uv參數(shù)化使用表面擬合算法來完成。在又另一實施例中，表面擬合算法是能量最小化B樣表面擬合算法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的又另一實施例，至少一個FEA模型的每個面的相應形狀基于至少一個FEA模型的節(jié)點。在本發(fā)明的另一實施例中，至少一個FEA模型的至少一個面的所確定的形狀函數(shù)是Gl形狀函數(shù)。然而進一步根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施例，至少一個FEA模型的每個相應面的產生的參數(shù)化將至少一個FEA模型的相應面中的點映射到CAD模型的幾何面的每個相應表面上的對應點中。
[0010]本發(fā)明的替代實施例涉及一種用于更新CAD模型的系統(tǒng)。在此實施例中，所述系統(tǒng)包括參數(shù)化模塊，所述參數(shù)化模塊經(jīng)配置以產生至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化，其中至少一個FEA模型的每個相應面對應于待更新的CAD模型的相應幾何面。此外，所述系統(tǒng)的實施例進一步包括形狀函數(shù)模塊，所述形狀函數(shù)模塊經(jīng)配置以使用至少一個面的相應形狀以及至少一個面的對應產生的參數(shù)化來確定至少一個FEA模型的至少一個面的相應形狀函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的原理，所確定的形狀函數(shù)描述至少一個FEA模型的至少一個面的形狀。所述系統(tǒng)然而進一步包括更新模塊，所述更新模塊經(jīng)配置以使用由形狀函數(shù)模塊輸出的所確定的形狀函數(shù)來更新CAD模型。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例，F(xiàn)EA模型包括FEA模型以及FEA模型的經(jīng)修改版本。在所述系統(tǒng)的替代實施例中，所述系統(tǒng)進一步包括優(yōu)化模塊，所述優(yōu)化模塊經(jīng)配置以使用FEA模型以及至少一個基于物理的分析來產生FEA模型的經(jīng)修改版本，所述基于物理的分析是應力分析類型、流體分析類型、散熱分析類型和/或電磁分析類型中的一者。根據(jù)另一實施例，所述系統(tǒng)進一步包括FEA模型產生模塊，所述FEA模型產生模塊經(jīng)配置以根據(jù)待更新的CAD模型產生至少一個FEA模型。
[0012]根據(jù)所述系統(tǒng)的替代實施例，參數(shù)化模塊可以經(jīng)配置以使用某一過程來產生至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化，所述過程包括確定與至少一個FEA模型的相應面對應的相應的一組或多組表面多邊形，其中所述表面多邊形與FEA模型元素相關聯(lián)，所述模型元素是節(jié)點和邊緣。(參數(shù)化模塊的)所述過程進一步包括確定界定CAD模型的相應CAD表面中的點、與對應于至少一個FEA模型的相應面的表面多邊形相關聯(lián)的節(jié)點對應的相應CAD表面中的點的相應Uv參數(shù)值。根據(jù)所述系統(tǒng)的此實施例，用于產生至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化的過程進一步包括將每個表面多邊形的內部UV參數(shù)化，使得(i)確定用于相應CAD表面中的點的Uv參數(shù)值與每個表面多邊形的內部的Uv參數(shù)化一致，并且使得(ii)相鄰多邊形具有共用邊緣的一致參數(shù)化。
[0013]根據(jù)所述系統(tǒng)的實施例，參數(shù)化模塊可以經(jīng)配置以使用表面擬合算法來確定每個表面多邊形的內部的Uv參數(shù)化。在本發(fā)明的又另一實施例中，至少一個FEA模型的相應形狀基于至少一個FEA模型的節(jié)點。然而進一步在本發(fā)明的替代實施例中，至少一個FEA模型的至少一個面的所確定的形狀函數(shù)是Gl形狀函數(shù)。在本發(fā)明的又另一實施例中，參數(shù)化模塊產生至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化，所述至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化將至少一個FEA模型的相應面中的點映射到CAD模型的幾何面的每個相應表面上的對應點中。
[0014]本發(fā)明的另一實施例涉及一種計算機實施的方法，其中非暫時性計算機可讀媒體具有存儲于其上的指令序列，當由耦合到設備上的處理器加載和執(zhí)行時，所述指令序列使設備能夠:產生至少一個FEA模型的每個相應面的參數(shù)化，至少一個FEA模型的每個相應面對應于待更新的CAD模型的相應幾何面并且至少一個FEA模型的每個面具有相應形狀；使用至少一個面的相應形狀以及至少一個面的對應產生的參數(shù)化來確定至少一個FEA模型的至少一個面的相應形狀函數(shù)，所確定的形狀函數(shù)描述至少一個FEA模型的至少一個面的形狀并且最終使用所確定的形狀函數(shù)更新CAD模型。
【附圖說明】
[0015]以上內容將從本發(fā)明例實例實施例的以下更具體描述中顯而易知，如附圖中所示，其中相同的參考符號始終指代貫穿不同視圖的相同部分。圖式不必按比例繪制，而是強調圖示本發(fā)明的實施例。
[0016]圖1是描繪根據(jù)本發(fā)明的原理的更新計算機輔助設計CAD的方法的流程圖；
[0017]圖2是產生至少一個有限元分析FEA的每個相應面的參數(shù)化的方法的流程圖，所述至少一個有限元分析可以實施于本發(fā)明的實施例中；
[0018]圖3是描繪根據(jù)本發(fā)明的實施例的更新CAD模型的處理流的流程圖；
[0019]圖4描繪用于使用本發(fā)明的實施例更新CAD模型的工作流；
[0020]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的原理的系統(tǒng)的簡化框圖；
[0021]圖6是其中可以實施本發(fā)明的實施例的計算機系統(tǒng)的簡化圖。
【具體實施方式】
[0022]以下描述本發(fā)明的實例實施例。
[0023]計算機輔助設計(CAD)以及計算機輔助工程(CAE)系統(tǒng)的出現(xiàn)允許對物體進行廣泛的表示。一個此種表示是有限元分析(FEA)模型。術語“FEA模型”、“有限元網(wǎng)格”以及“網(wǎng)格”在本申請中互換使用。有限元網(wǎng)格是稱為節(jié)點的點的系統(tǒng)，所述點互連以形成格子(稱為網(wǎng)格)。網(wǎng)格可以進行編程，其方式為使得網(wǎng)格具有其表示的基礎對象的特性。當網(wǎng)格以此方式進行編程時，其可以用于執(zhí)行其表示的物體的模擬。例如，有限元網(wǎng)格可以用于表示車輛的內部腔、圍繞結構的聲波流體以及任何數(shù)目的真實世界物體，包含支架等的醫(yī)療裝置。當給定的網(wǎng)格表示物體并且相應地進行編程時，所述網(wǎng)格可以用于模擬真實世界