论文部分内容阅读
中间面对于薄板类零件CAE分析计算及CAE应用中六面体网格生成均有重要意义。本文针对CAD模型(B-Rep模型),研究了变(等)壁厚CAD模型的中间面生成技术。鉴于目前研究中对于变壁厚CAD模型的处理主要在平面的变壁厚模型,本文就以下几方面开展研究:(1)模型预处理。在CAD模型中广泛存在的圆角特征,对于CAE分析计算来讲很多情况下是可以忽略的,实际的分析计算不需要这些圆角的存在。对中间面生成而言,圆角的存在对于自动选取Pair对等操作非常不利,因此CAD模型在生成中间面之前要先做预处理。本文提出了一种基于样条链(环)的过渡特征识别与抑制算法。该方法首先识别出模型中所有过渡特征,然后构造过渡特征面边图,依次取出其中的连通子图,建立起样条链,对样条链依次抑制,对非样条链的过渡特征按最小等半径连通子图方法抑制。该算法能抑制变半径、等半径过渡特征且能很好地处理含有诸多样条面(非二次曲面)过渡特征的模型。(2)变(等)壁厚CAD模型pair对选取。为了提高CAD模型中间面的生成效率,主要以自动pair对选取为主,辅助以手动选取。Pair对分为等壁厚pair对和变壁厚pair对,等壁厚pair对的选取首先主要确定面对的offset关系和一个面不能被另一个面的法线方向的射线所穿透,其他针对于不同类型的等壁厚pair对在增加辅助的判断条件。变壁厚pair对选取主要在等壁厚pair对选取的大部分条件的基础上增加两个面角度的判断。在实际应用中变(等)壁厚pair对的选取都要符合overlap条件。本文详细描述pair对选取一系列方法,有效地提高了pair对选取的效率。(3)变(等)壁厚CAD模型中间面生成。针对以往CAD模型中间面生成主要在等壁厚CAD模型以及平面变壁厚的处理,本文提出了一种基于点匹配的变壁厚CAD模型中间面生成算法,在中间面的生成过程中对于不同变壁厚pair对类型分别采用surface点匹配和face点匹配算法,有效地处理了变壁厚pair对的中间面生成。实例验证表明本文算法生成的中间面具有较好的形态。本文研究工作的主要创新点包括:(1)提出基于样条链(环)的CAD模型特征识别与抑制,极大地提高CAD模型预处理的效率。(2)实现变壁厚非平面pair对的选取算法,实现变壁厚非平面pair对的选取。(3)提出基于点匹配的变壁厚pair对中间面生成,由于要生成完整的中间面模型还需要经过后处理即延伸修补,但是例如样条面在延伸时具有不确定性,所以样条面pair对的中间面生成使用surface点匹配可以减少在后处理时这种不确定性并且能得到较好形态的中间面。然后像平面的surface是无限大,半圆柱的surface是整个圆柱,变壁厚pair对若包含类似情况surface点匹配就不适用,需要使用face点匹配,face点匹配可以很好地处理这些情况。