[發(fā)明專利]晶格結(jié)構(gòu)的模型生成方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011138248.6
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112487674B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖文磊;王世平;姜川;陳樹林;趙罡;魏巍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/10
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 羅英;劉芳

本申請?zhí)峁┮环N晶格結(jié)構(gòu)的模型生成方法和裝置，該方法包括：接收模型生成指令，模型生成指令包括目標對象的尺寸，根據(jù)目標對象的尺寸，生成目標對象的晶格線框模型，晶格線框模型包括多個節(jié)點和與每個節(jié)點連接的多個邊，針對晶格線框模型中每個節(jié)點，根據(jù)節(jié)點，將與節(jié)點連接的每個邊作為法矢量，分別建立圓輪廓，根據(jù)節(jié)點對應(yīng)建立的各圓輪廓，采用點集三角剖分方式，在節(jié)點生成節(jié)點的凸胞網(wǎng)格，針對晶格線框模型中每個邊，根據(jù)邊對應(yīng)建立的兩個圓輪廓，采用點集三角剖分方式，在邊生成邊的桿包圍網(wǎng)格，以獲得目標對象的晶格結(jié)構(gòu)實體模型，晶格結(jié)構(gòu)實體模型用于目標對象的增材制造。本申請的方法能夠提高生成晶格結(jié)構(gòu)實體模型的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及晶格結(jié)構(gòu)生成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶格結(jié)構(gòu)的模型生成方法和裝置。

背景技術(shù)

增材制造是一種利用材料逐層堆積形成零件的制造技術(shù)，基于晶格結(jié)構(gòu)的增材制造是利用晶格結(jié)構(gòu)填充零件內(nèi)部，提高零件強度重量比、節(jié)省材料以及賦予零件特殊的機械性能，實現(xiàn)了輕量化零件的制造，在航空航天和汽車工業(yè)有重要的應(yīng)用。

目前，是根據(jù)零件的尺寸，使用計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design，CAD)軟件或者幾何建模內(nèi)核，構(gòu)建晶格結(jié)構(gòu)實體模型，再根據(jù)晶格結(jié)構(gòu)實體模型，生成對應(yīng)的標準模板庫(Standard Template Library，STL)模型，再根據(jù)生成的STL模型進行增材制造。

其中，由于晶格結(jié)構(gòu)實體模型是由各晶格疊加而成，各晶格相互連接的桿在晶格的節(jié)點處發(fā)生重疊，因此，需要對桿間重疊的部分進行布爾運算，以去掉重疊的部分。但是，布爾運算過程復(fù)雜，占用較多的處理資源，造成生成晶格結(jié)構(gòu)實體模型效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N晶格結(jié)構(gòu)的模型生成方法和裝置，以解決生成晶格結(jié)構(gòu)實體模型效率低的問題。

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N晶格結(jié)構(gòu)的模型生成方法，包括：

接收模型生成指令，模型生成指令包括目標對象的尺寸；

根據(jù)目標對象的尺寸，生成目標對象的晶格線框模型，晶格線框模型包括多個節(jié)點和與每個節(jié)點連接的多個邊；

針對晶格線框模型中每個節(jié)點，根據(jù)節(jié)點，將與節(jié)點連接的每個邊作為法矢量，分別建立圓輪廓；根據(jù)節(jié)點對應(yīng)建立的各圓輪廓，采用點集三角剖分方式，在節(jié)點生成節(jié)點的凸胞網(wǎng)格；

針對晶格線框模型中每個邊，根據(jù)邊對應(yīng)建立的兩個圓輪廓，采用點集三角剖分方式，在邊生成邊的桿包圍網(wǎng)格，以獲得目標對象的晶格結(jié)構(gòu)實體模型，晶格結(jié)構(gòu)實體模型用于目標對象的增材制造。

可選的，根據(jù)節(jié)點，將與節(jié)點連接的每個邊作為法矢量，分別建立圓輪廓之前，還包括：

根據(jù)晶格結(jié)構(gòu)實體模型中桿的橫截面尺寸和與節(jié)點連接各邊間的最小角度，確定目標距離；

根據(jù)節(jié)點，將與節(jié)點連接的每個邊作為法矢量，分別建立圓輪廓，包括：

根據(jù)節(jié)點，將與節(jié)點連接的每個邊作為法矢量，在距離節(jié)點目標距離的位置分別建立圓輪廓。

可選的，根據(jù)晶格結(jié)構(gòu)實體模型中桿的橫截面尺寸和與節(jié)點連接各邊間的最小角度，確定目標距離，包括：

采用公式確定目標距離；

其中，D_p是圓輪廓相對節(jié)點的補償距離，R_rod是晶格結(jié)構(gòu)實體模型中桿的橫截面尺寸，θ是節(jié)點連接各邊間的最小角度，C是大于1的比例因子。

可選的，根據(jù)節(jié)點對應(yīng)建立的各圓輪廓，采用點集三角剖分方式，生成節(jié)點的凸胞網(wǎng)格之前，還包括：

根據(jù)晶格結(jié)構(gòu)實體模型中網(wǎng)格的精度，確定目標數(shù)量；