[發(fā)明專利]通過(guò)定向優(yōu)化來(lái)設(shè)計(jì)3D建模對(duì)象

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011482646.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112989503A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·M·庫(kù)爾特;M-P·施密特;C·B·W·彼澤森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 達(dá)索系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/23;G06T17/00;G06F111/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳珊

本發(fā)明尤其涉及一種用于設(shè)計(jì)3D建模對(duì)象的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。3D建模對(duì)象表示由關(guān)于物理特性具有各向異性行為的材料形成的機(jī)械部件。該方法包括提供3D有限元網(wǎng)格以及與3D有限元網(wǎng)格相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。與3D有限元網(wǎng)格關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)包括多個(gè)力和邊界條件。多個(gè)力形成多個(gè)載荷工況。該方法還包括相對(duì)于目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化分布在3D有限元網(wǎng)格上的定向場(chǎng)。目標(biāo)函數(shù)關(guān)于物理特性獎(jiǎng)勵(lì)定向連續(xù)性。優(yōu)化是基于3D有限元網(wǎng)格和與3D有限元網(wǎng)格關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的。這構(gòu)成了用于設(shè)計(jì)3D建模對(duì)象的改進(jìn)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)程序和系統(tǒng)領(lǐng)域，并且尤其涉及一種用于設(shè)計(jì)表示機(jī)械部件的3D建模對(duì)象的方法、系統(tǒng)和程序。

背景技術(shù)

市場(chǎng)上針對(duì)對(duì)象的設(shè)計(jì)、工程和制造提供了許多系統(tǒng)和程序。CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的縮寫(xiě)，例如，其涉及用于設(shè)計(jì)對(duì)象的軟件解決方案。CAE是計(jì)算機(jī)輔助工程的縮寫(xiě)，例如，其涉及用于模擬未來(lái)產(chǎn)品的物理行為的軟件解決方案。CAM是計(jì)算機(jī)輔助制造的縮寫(xiě)，例如，其涉及用于定義制造過(guò)程和操作的軟件解決方案。在這種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，圖形用戶界面在技術(shù)效率方面起著重要作用。這些技術(shù)可以嵌入產(chǎn)品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)中。PLM是指一種商業(yè)策略，該商業(yè)策略幫助企業(yè)跨擴(kuò)展公司概念從產(chǎn)品設(shè)想到產(chǎn)品使用壽命結(jié)束共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)、應(yīng)用通用流程以及利用企業(yè)知識(shí)來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。Dassault Systèmes(商標(biāo)為CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供的PLM解決方案提供了工程中樞，其組織產(chǎn)品工程知識(shí)；制造中樞，其管理制造工程知識(shí)；以及企業(yè)中樞，其使得能夠?qū)崿F(xiàn)與工程中樞和制造中樞兩者的企業(yè)集成和連接。該系統(tǒng)共同提供了開(kāi)放對(duì)象模型，該模型將產(chǎn)品、過(guò)程、資源鏈接在一起以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、基于知識(shí)的產(chǎn)品創(chuàng)建和決策支持，該產(chǎn)品創(chuàng)建和決策支持驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的產(chǎn)品定義、制造準(zhǔn)備、生產(chǎn)和服務(wù)。

在工業(yè)設(shè)計(jì)的這種背景下，設(shè)計(jì)3D建模對(duì)象正變得越來(lái)越重要，該3D建模對(duì)象表示由關(guān)于物理特性具有各向異性行為的材料形成的機(jī)械部件。

以下論文與該領(lǐng)域相關(guān)并且在下文中引用：

[1]R.Hoglund和D.E.Smith，Continuous Fiber Angle Topology Optimizationfor polymer Fused Filament,2016

[2]A.A.Safonov，3D topology optimization of continuous fiber-reinforced structures via natural evolution method,2019，

[3]J.Lee，D.Kim，T.Nomura，E.M.Dede和J.Yoo，Topology optimization forcontinuous and discrete orientation design of functionally graded fiber-reinforced composite structures,2018，

[4]N.Ranaivomiarana，F(xiàn).-X.Irisarri，D.Bettebghor和B.Desmorat，Optimalorthotropy and density distribution of two-dimensional structures,Mathematics and Mechanics of Complex Systems,2018，

[5]T.Nomura，E.M.Dede，T.Matsumori和A.Kawamoto，SimultaneousOptimization of Topology and Orientation of Anisotropic Material usingIsoparametric Projection Method,2015，

[6]B.S.Lazarov，F(xiàn).Wang和O.Sigmund，Length scale and manufacturabilityin density-based topology optimization,2016，