[發明專利]用于生成模擬模型的方法

在審

• 申請號: 201810244708.X
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108664689A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: W·威爾科克斯;D·皮玲
• 申請（專利權）人: 赫克斯岡技術中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;楊薇

用于生成模擬模型的方法。本發明涉及一種用于生成與實際生產零件對應的模擬模型的方法，該方法包括以下步驟：基于目標計算機輔助設計(CAD)模型，生產實際生產零件；提供與目標計算機輔助設計(CAD)模型對應的目標模擬模型；基于實際生產零件的測量，生成實際生產零件的數值表示；通過修改目標模擬模型使得目標模擬模型的形狀適于實際生產零件的數值表示來生成實際模擬模型。

技術領域

本發明涉及根據權利要求1所述的方法和根據權利要求9所述的計算機程序產品。

背景技術

也被稱為數值分析的數值模擬用于不同應用的廣泛領域中。在這種分析中，在零件暴露到負荷時模擬零件的彈性和塑性變形中的至少一個。模擬結果例如用于設計形成具有期望形狀的零件所需的工具的目的，或者用于在各種水平的應力下關于零件的材料行為檢查零件的目的(例如，用于測試零件的組裝，或用于測試零件的防撞性)。

用于這種數值模擬的示例是使用網格模型的有限元分析(FEA)或使用無網格模型的其他結構分析。

關于所定義的形成工藝的模擬，在知道工件(原始零件)的結構、目標形成零件的結構、用于形成工藝中的工具的結構以及所用材料的物理特性時，數值模擬可以驗證工具是否具有到達目標形成零件所需的正確設計。

關于負荷檢查的模擬，數值模擬可以分析并檢查在以已限定量、已限定方向以及已限定應用點暴露到特定負荷時對零件或子組件的偏差容限的遵守。

在兩個示例性情況下，相應的模擬產生可以憑借涉及表示實際生產零件的模擬模型(而不是憑借表示目標生產零件的模擬模型)最小化的有缺陷的結果。

雖然通常已知使用基于完工零件的這種模擬模型，但生成它們的方式導致不完美的模型。這種情況是因為完工零件的測量數據用作模擬模型的基礎。因為測量數據多半不相干和/或一致，所以它們致使用于生成模擬模型的不兼容基礎，使得這些直接產生的模型與由來自CAD模型的數值模擬軟件生成的網格相比在組織和結構上非常不同。具體地，基于數值表示生成的所述模型可能有噪聲，并且可能具有在測量過程中丟失的、表面的丟失區域。

因此，本發明提出了一種生成表示實際制造零件的模擬模型的改進方式。由根據本發明的方法生成的模擬模型更完整且更“干凈”，因此更適于數值模擬，這因此提供改善的結果。

由發明方法生成的模擬模型可以與任何數值模擬(諸如，有限元分析或模擬特征零件和組件的變形的其他結構分析)一起使用。所述數值模擬可以使用網狀模型(因為它們用于FE分析中)或非網狀模型(因為它們用于新模擬方法中)。

為了提供隨著零件實際形成而表示該零件的實際模擬模型，將(期望)目標形成零件的目標模擬模型修改為利用實際零件的數值表示(例如，已測量點云)來確認。具體地，實際零件的模擬模型可以通過將期望零件的平滑且完整的(由數值分析軟件生成的)模擬模型匹配和/或擬合到表示實際生產零件的所測量數據來實現。

實際零件的電子表示是或基于從領域中已知的許多測量傳感器(例如，白光掃描儀、藍光掃描儀、超聲厚度測試器或基于計算機斷層掃描的掃描裝置)中的一個捕獲的點云或網格。不是嘗試將實際零件的該點云或網格轉換成可與數值軟件兼容的網格，而是將從目標零件的理論CAD模型生成的模型重新成形為匹配點云。這產生更干凈且更完整的網格。

例如，通過以下方式產生實際零件的干凈有限元網格：

●利用生成完工零件的三維數值表示的許多測量方法中的一個測量完工零件；

●提供或生成對于(例如，源于目標生產零件的CAD模型的)目標零件的數值模擬軟件優化的干凈模擬模型；

●將該干凈目標FE網格擬合到點云或網格上；這可以包括將垂直于零件表面以及平行于它的誤差考慮在內；通過目標模擬模型的該修改，生成與實際生產零件對應的“實際”模擬模型。