论文部分内容阅读
工程分析是产品设计过程中评价设计正确性的重要步骤。通常我们利用CAE软件(如NASTRN,ANASYS等)对来自CAD软件的产品模型进行分析计算从而确定设计、强度、应力等指标是否符合设计要求。与CAD模型相比,CAE过程更关注模型的结构、形状,而不是设计过程和产品细节。在CAE前处理中,对于CAD模型中细小的设计细节,如孔、圆角以及建模过程中形成的小曲面等,往往需要进行处理。本文针对CAE过程中的特点,通过对三角网格模型中微小特征的识别和处理,将圆角、斜面、小孔等通过处理转化或重建为尖锐特征,生成适合CAE分析需要的网格模型。本文的研究工作包括以下几方面:
(1)研究了孔、圆角的特征识别技术。首先通过邻域信息判断三角面片是否为特征面片,邻域信息是判断三角面片是否为特征面片的三角面片集合,每个三角面片都对应一个面片集合,该集合是三角面片周围邻近的三角面片集合,然后通过三角面片集合信息判断当前三角面片是否为特征面片。与传统特征识别算法相比,本算法不用迭代,实验结果证明本算法简捷,能够快速识别出孔、圆角等网格特征。
(2)研究了法矢滤波技术,提出了一种基于非特征面的法矢滤波算法,算法将非特征面法矢与特征面法矢的点积做为面片滤波权值,将面片按照权值依次从大到小排列,根据算法规则,权值大的面片在特征区域的边缘,而权值小的面片在特征区域中心,由此可知滤波从特征面片边缘区域开始,一直收缩到特征区域中心。本文提出把面片权值与滤波的顺序连接一起,实验结果证明,在特征识别的基础上,本文算法能使特征面片比较均匀的分布在特征线两侧。
(3)网格模型孔洞修补。首先进行网格特征简化操作,定位并删除网格孔洞,然后利用边界边的信息查找到边界点,最后对边界点进行补面操作。传统的方法是建立一个边界边数组,然后查找边界点,本文的创新之处是利用点的邻接面信息查找边界点,而不用查找边界边,经过修补操作,原始网格模型已调整为封闭的、连续的、符合FEA分析的网格模型。
本文研究工作的主要创新包括:
(1)针对CAE过程的特点,创造性的提出将三角网格模型微小特征的锐化处理过程融入到CAE的前处理中,提高了CAE分析的交互性。
(2)提出一种改进的特征区域识别算法。本文采用基于邻域信息的特征面片识别算法,与传统算法比,邻域信息是指所有与当前三角面片共享顶点和共享边的面片子集,因而能够快速、准确的识别特征区域。此方法的效果是能够将特征区域的面片法矢从特征边缘区域计算到特征中心区域,因此能够保证滤波的顺序和有效性。
(3)孔洞特征的处理。传统的方法是建立一个边界边数组,然后查找边界点,本文的创新之处是利用点的邻接面信息查找边界点,而不用查找边界边。