[發明專利]一種基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法

在審

• 申請號: 202310024321.4
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116127638A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 官邦;汪東紅;疏達;孫寶德;丁正一;崔加裕
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06T17/20;G06F119/08;G06F119/14;G06F119/18;G06F113/22
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;禹雪平

1.一種基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，包括：

在三維制圖軟件中設計熔模鑄件的幾何模型，導出三角面網格格式的STL文件，計算所有節點的法向量；

用型殼的面網格代替實際型殼實體，計算出型殼所有節點主曲率極大值并獲取對應的型殼厚度，構建曲率和厚度之間的函數關系；

將所述函數關系應用到新的鑄件上，計算鑄件表面點云法向量，并確定型殼所有節點在法向量方向偏移距離T后的節點坐標，獲得型殼外表面的點云；

將鑄件的網格節點作為型殼內表面，結合型殼外表面的點云，采用delaunay三角剖分方法獲得熔模鑄件的三維實體網格。

2.根據權利要求1所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述用型殼的面網格代替實際型殼實體，包括：根據三角面網格格式的STL文件，在ProCAST軟件中生成型殼，提取出型殼的三角面網格代替實際型殼。

3.根據權利要求1所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述用型殼的面網格代替實際型殼實體，包括：利用三維掃描儀測量獲得型殼內外表面的點云，并劃分面網格。

4.根據權利要求1所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述計算出型殼所有節點主曲率極大值并獲取對應的型殼厚度，其中：主曲率極大值的計算公式為k＝y”/[(1+(y')^2)^(3/2)]，其中，k為主曲率極大值，y'、y分別為函數y對x的一階和二階導數。

5.根據權利要求1所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述計算出型殼所有節點主曲率極大值并獲取對應的型殼厚度，其中：型殼厚度計算按以下步驟進行：

提取出鑄件表面的STL文件和型殼整體的STL文件；

根據所述鑄件表面的STL文件和所述型殼整體的STL文件，采用最近鄰算法計算所用型殼節點到鑄件表面最近點的距離；

將所述距離投影到對應點的法向量上，即為該點的型殼厚度。

6.根據權利要求1所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述構建曲率和厚度之間的函數關系，其中：主曲率極大值和厚度之間的函數關系為：T＝21.64k^2-9.435k+5.78。

7.根據權利要求1所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述確定型殼所有節點在法向量方向偏移距離T后的節點坐標，其中：型殼節點坐標偏移的計算公式為：

8.根據權利要求1-7任一項所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述在三維制圖軟件中設計熔模鑄件的幾何模型，其中：所述幾何模型用于曲率和厚度函數的擬合，所述幾何模型包括不同曲率的凹面和凸面，曲率用高斯曲率或平均曲率做函數擬合。

9.根據權利要求1-7任一項所述的基于曲率法的熔模鑄件型殼三維實體網格生成方法，其特征在于，所述型殼三維實體網格按照實際工藝分多層逐步生成。