[發明專利]用于三維模型的機械性能校驗的方法和裝置

有效

• 申請號: 201610217777.2
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107273558B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 周曉舟
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

本發明涉及一種用于三維(3D)模型的機械性能校驗的方法和裝置，其中，該方法包括：對基于3D模型的制造過程進行仿真，以生成要基于該3D模型制造的產品的不同位置處的力學狀態和/或材料屬性的分布數據；以及輸出所生成的力學狀態和/或材料屬性的分布數據，以用于基于所生成的力學狀態和/或材料屬性的分布數據執行對于該3D模型的機械性能校驗。

技術領域

本發明涉及三維(3D)模型輔助設計領域，尤其涉及用于3D模型的機械性能校驗的方法和裝置。

背景技術

計算機輔助設計(CAD)以及自動控制制造設備(例如自控機床、3D打印機等)的使用大大改善了產品的設計和制造。在利用CAD工具設計出3D模型后，在將該3D模型投入生產之前，可以對其機械性能進行校驗，以確保制造的產品具備需要的機械性能。

機械性能校驗工具可以通過針對3D模型仿真各種可能的狀態，例如運動、碰撞、受壓狀態等，來檢驗該3D模型的機械性能。而機械性能的仿真結果又能幫助改進3D模型的設計。因此，機械性能校驗的準確性對于3D模型設計而言是至關重要的。

發明內容

本發明的實施例提供了一種用于3D模型的機械性能校驗的的方法和裝置，其能夠幫助改進針對3D模型的機械性能校驗的準確性。

按照本發明實施例的一種用于3D模型的機械性能校驗的方法，包括：對基于所述3D模型的制造過程進行仿真，以生成要基于所述3D模型制造的產品的不同位置處的力學狀態和/或材料屬性的分布數據；以及輸出所生成的力學狀態和/或材料屬性的分布數據，以用于基于所生成的力學狀態和/或材料屬性的分布數據執行對于所述3D模型的機械性能校驗。

針對3D模型的機械性能校驗過程中，通常假定3D模型所代表的產品的力學狀態和材料屬性是均勻的或恒定的。發明人認識到在基于3D模型的制造過程中，有可能使產品的力學狀態和材料屬性發生變化，從而通過采用上述方法，通過仿真估計制造過程中發生變化的力學狀態和/或材料屬性并將上述變化反映在3D模型的機械校驗過程中，從而能夠改進機械校驗的準確性。

按照本發明的一個實施例，上述方法還包括：基于所生成的力學狀態和/或材料屬性的分布數據來建立用于執行所述機械性能校驗的模型。

按照本發明的一個實施例，上述方法還包括：利用所述模型執行對于所述3D模型的機械性能校驗。

按照本發明的一個實施例，上述方法中，所述3D模型包括第一CAD模型，其中，基于所述第一CAD模型、3D打印機的配置參數以及打印材料的屬性，對基于所述第一CAD模型的3D打印過程進行仿真，以生成第二CAD模型以及所述第二CAD模型的不同位置處的力學狀態和/或材料屬性的分布數據。

按照本發明的一個實施例，上述方法還包括：基于所述第一CAD模型以及所述力學狀態和/或材料屬性的分布數據來建立有限元分析(FEA)模型。

按照本發明的一個實施例，上述方法還包括：基于所述第二CAD模型和/或所述力學狀態的分布數據來建立有限元分析模型。

按照本發明的一個實施例，上述方法還包括：判斷所述第二CAD模型中的至少一部分孔隙的大小是否小于閾值；在所述第二CAD模型中去除被判斷為小于閾值的孔隙，以生成第三CAD模型；計算所述第三CAD模型中與被去除的孔隙對應的部分的等效密度；基于所述第三CAD模型和所述等效密度的組合和/或所述力學狀態的分布數據來建立有限元分析模型。

按照本發明的一個實施例，上述方法還包括：判斷所述第二CAD模型中的至少一部分孔隙的大小是否小于閾值；在所述第二CAD模型中去除被判斷為小于閾值的孔隙，以生成第三CAD模型；基于所述第三CAD模型和/或所述力學狀態的分布數據來建立有限元分析模型。