[發明專利]一種快速獲取異形曲面結構厚度分布的方法

有效

• 申請號: 201711460004.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108225243B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 趙謙;朱立平;王啟興;孫雪坤;呂士武
• 申請（專利權）人: 中材科技股份有限公司
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 尚于杰

1.一種快速獲取異形曲面結構厚度分布的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)、創建該異形曲面結構模型，選擇基準點，對曲面結構的上、下表面進行網格劃分，將曲面實體的上、下表面分為若干個網格單元；

2)、以基準點作為坐標原點建立三維直角坐標系OXYZ，其中，X軸與曲面結構的寬度方向平行，Z軸與曲面結構的長度方向平行，Y軸與曲面結構的厚度方向平行，對上表面所有網格單元的節點進行編號，所有節點構成一個點陣，每個節點對應一個唯一的編號，節點編號記作A_i，j，其中，i表示沿曲面結構寬度方向的節點的編號，j表示沿曲面結構長度方向的節點的編號，并記錄每個節點的三維坐標值(x、y、z)；同樣，對下表面網格的節點進行編號，記作A’_i，j，并記錄下表面每個節點的三維坐標值；

3)、在曲面結構上、下表面的所有節點中各選取M個節點，M>100，M為正整數，在上、下表面選取的節點數量相同，且所選的上表面上的每個節點與下表面上對應的一個節點沿曲面結構寬度方向的節點的編號相同、沿曲面結構長度方向的節點的編號相同，記錄所選取節點的坐標值，將上、下表面選取的對應的兩個節點記為一組節點；

4)、根據步驟3)中所選取的M組節點的坐標值，采用線性插值法將所選取的上、下表面對應的每一組組節點之間的連線均分為N等分，N>1，且N為正整數，將每層M個等分點連成一個曲面，則將曲面結構沿厚度方向被分為N個片體；

5)、標記每個片體中上、下表面上對應的M個節點，分別記為P_i，j，P’_i，j，則片體中任一組節點和曲面結構上、下表面中與之對應的節點的X軸坐標相同、Z軸坐標值相同；然后采用線性插值法得到每個片體上每組節點P_i，j，P’_i，j的中點，將片體的M個中點連成面得到片體的中面，過各中點做所在曲面微元的法線，該法線與片體上、下表面的相交，記錄兩個交點的坐標值，根據兩個交點的坐標值計算出兩交點之間的距離，該距離為該片體在該中點處的厚度值y’，記中面上的中點為G_i，j，記錄中面上的中點的三維坐標(x、y’、z)；同樣，得出N個片體的中面上，所有中點處的厚度值，以及中點的三維坐標；

6)、采用與步驟1)相同的規則對每個片體的中面進行網格劃分，以基點所對應網格單元作為展開基準平面，依次連續地將片體中面網格展平；

7)、采用與步驟1)相同的規則以及基準，對展開后的中面重新進行網格劃分，并對展開平面上的網格節點，進行重新編號，記為K_i’，j’，i’表示沿曲面結構寬度方向的節點的編號，j’表示沿曲面結構長度方向的節點的編號，依照步驟1)中三維直角坐標系OXYZ中，記錄重新劃分后的各網格的坐標值(x’、y”、z’)，其中，y”為該展開平面上該新節點處的厚度值；展開平面上每個新的節點K_i’，j’周圍有多個中面節點G_i，j，則采用差值法根據多個中面節點G_i，j的厚度值y’得出對應新節點K_i’，j’的厚度值y”；同樣，得出N個片體中面的展開平面上所有新節點處對應的厚度值y”；

8)、以相同的基準點將N個片體中面的展開平面進行積分疊加，得到異形曲面結構平面展開結構的輪廓以及各節點對應的厚度值，獲取厚度分布，得到異形曲面結構平面展開模型。

2.根據權利要求1所述的快速獲取異形曲面結構厚度分布的方法，其特征在于，所述步驟1)中，對曲面結構上、下表面劃分為網格時，相鄰網格單元節點之間的厚度變化率宜小于10％。

3.根據權利要求1或2所述的快速獲取異形曲面結構厚度分布的方法，其特征在于，所述步驟1)中，對曲面結構上、下表面進行網格劃分，網格單元為矩形。

4.根據權利要求3所述的快速獲取異形曲面結構厚度分布的方法，其特征在于，所述步驟3)中，在曲面結構上、下表面的所有節點中各選取M個節點時，應該篩除異形點，且應該使所選取的節點盡可能均勻分布。

5.根據權利要求4所述的快速獲取異形曲面結構厚度分布的方法，其特征在于，所述步驟4)中，將曲面結構沿厚度方向被分為N個片體，N≥5。