[發明專利]針對衛星桁架結構三維模型自適應創建和更新的方法在審

申請號：	201610971445.3	申請日：	2016-11-03
公開（公告）號：	CN106649981A	公開（公告）日：	2017-05-10
發明（設計）人：	楊金軍;彭海闊;王志國;顧志悅;趙發剛;姚駿	申請（專利權）人：	上海衛星工程研究所
主分類號：	G06F17/50	分類號：	G06F17/50;G06T19/20
代理公司：	上海漢聲知識產權代理有限公司31236	代理人：	郭國中
地址：	200240 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	針對衛星桁架結構三維模型自適應創建更新方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及衛星桁架結構技術領域，具體地，涉及一種針對衛星桁架結構三維模型自適應創建和更新的方法。

背景技術

隨著衛星結構高承載能力和輕量化設計的發展需求日趨強烈，復合材料桁架結構因其空間開敞性能優、受運載包絡尺寸限制少、易于進行在軌展開或裝配等優點，且所形成的結構系統通常為高次超靜定結構，能有效的承受多向多類型耦合載荷的能力，剛度和整體性較好，特別適合有大跨度甚至超大跨度安裝需求的結構中應用。從應用范圍上看，衛星結構中應用的桁架屬于廣義的桁架結構，包含狹義的桁架、剛架、梁或桿的組合結構等，其主體是由桁架桿件和桁架接頭組成。隨著桁架結構一體化成型工藝和大型桁架結構裝配工藝的發展，各種結構形式的桁架結構在各類衛星結構系統中得到了越來越廣泛的應用，且結構形式呈現大型化復雜化的發展趨勢。

桁架結構三維設計建模是一個非常繁瑣復雜的工作，其需要經過概念設計、初始設計和詳細設計等多個階段的迭代和修改，設計調整和修改工作量巨大，設計周期冗長。雖然傳統設計建模方法能夠實現桁架結構三維模型的設計創建，但隨著衛星桁架結構的大型化復雜化的發展需求，桁架結構三維設計建模也面臨著諸多挑戰和困難，主要表現在：

(1)桁架結構系統的大型化發展使得結構元件數量迅速增加，三維模型設計建模的工作量呈顯著放大的趨勢。雖然，通常情況下桁架結構中存在大量相似元件，但傳統的建模方式仍然只能逐個元件單獨建模裝配，缺乏針對相似元件的自適應快速建模的能力。

(2)桁架結構系統的復雜化趨勢使得桁架內部連接關系日趨復雜，同一桁架接頭上連接的桁架桿件越來越多，形成空間構型極其復雜的接頭，進一步加大了桁架結構特別是接頭的三維設計建模難度。

(3)桁架結構元件三維模型設計建模過程中存在著互為參照的關系，即桁架桿件需以連接接頭為建模參照和裝配參照，桁架接頭各通榫頭需以連接的各桁架桿件為建模參照和裝配參照。而在實際設計建模過程中，這種互為參照的關系受人為因素影響較大，存在著一定的隨意性和不確定性，桁架系統元件之間缺乏統一的參照和裝配關系，使得桁架元件三維模型再生極易受到參照關系的影響而產生失敗的可能。

(4)伴隨著研制過程，桁架結構會隨外部需求的變化而進行全局或局部的模型重構或更新。參照和裝配關系復雜多樣性，同時還會在桁架結構需要適應外部需求變化進行重構或更新時引起設計模型再生失敗的可能，無法適應外部需求變化而進行結構系統的自適應更新，顯著影響桁架結構系統模型的穩定性。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種針對衛星桁架結構三維模型自適應創建和更新的方法。

根據本發明提供的針對衛星桁架結構三維模型自適應創建和更新的方法，包括如下步驟：

步驟1：在桁架結構三維模型起始位置建立桁架結構對應的骨架模型，在骨架模型中根據整星布局坐標系定義接頭中心點和依附上述中心點的局部參照坐標系；

步驟2：在骨架模型中，運用空間曲線將接頭中心點首尾連接，形成桁架結構對應的線框構型；

步驟3：選取參數化桿件模板，在桁架結構裝配模型下自動進行與步驟2中的線框構型對應的桁架桿件實體化建模，并按照依附中心點局部參照坐標系自行完成裝配；

步驟4：以骨架模型中的接頭中心點作為桁架接頭三維模型的基礎，將匯集于同一接頭的桿件參數化截面幾何信息導入桁架接頭三維模型，自動進行桁架接頭實體化建模和裝配；

步驟5：當骨架中線框構型發生更改或桁架接頭中心點坐標更新時，桁架結構系統以自適應的方式進行重構，或者重新創建、更新結構元件。

優選地，所述步驟1包括：在桁架結構三維模型中建立prt格式的對應桁架結構的骨架模型，根據整星布局坐標系定義骨架基礎坐標系，基于該骨架基礎坐標系定義桁架接頭中心點坐標和依附中心點的局部參照坐標系；

所述桁架接頭中心點坐標是指：在骨架模型中建立的與桁架接頭幾何中心相對應的通過空間坐標形式進行描述的空間幾何點；

依附中心點的局部參照坐標系是指：在骨架模型中參照整星布局坐標系所建立的依附于桁架接頭中心點坐標且與整星布局坐標系一致的局部參照坐標系。