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分析特征建模中的若干问题研究

曹伟娟  
【摘要】:在对产品进行CAE分析时,首先需要基于设计结果进行分析几何建模。然而由于分析几何建模的复杂性,目前分析几何建模过程仍离不开工程师的经验和大量的手工交互,阻碍了设计分析过程的快速迭代。为了提高分析几何建模的智能化和自动化程度,本文围绕分析特征建模的若干关键问题展开研究,主要研究工作包括: 1、基于特征的分析几何表示 提出分析特征模型,利用分析特征表示分析几何中涉及分析语义的局部几何形状,并建立设计几何模型与分析几何模型底层几何元素的关联,以有效支持分析几何模型的自动创建以及设计几何与分析几何的双向互动。 2、基于边界表示的分析特征模型生成 针对边界表示模型,提出自动生成分析特征模型的方法。该方法通过面对匹配识别可降维区域,充分利用凹边信息提高面对匹配效率、减少分割次数,并基于凹边的连接信息对中面进行合理延拓和裁剪。 3、基于特征转换的分析特征模型生成 针对特征表示模型,提出基于特征转换的分析特征模型生成方法。利用扫成体将三维的可降维区域识别和简化几何提取问题转化为二维问题以提高效率。此外,基于正特征剩余体分解扫成体,扩大可降维区域识别的范围。最后对可降维区域的误判和漏判情况进行处理,以保证特征转换结果的正确性。 4、旋转对称特征的对称单元及其网格的自动生成 针对旋转对称模型,提出一种构造其对称单元特征的方法。该方法利用一种改进的Delaunay细分算法,仅对局部网格进行细分,通过在细分过程中加入移动三角形或四面体操作,允许对称边界的变动,以便维护对称边界的一致性,同时保证对称边界上边和面的Delaunay属性。本文证明了二维情况下该方法生成的对称单元网格单元数目是最小数目的常数倍,即对称单元是最优的。


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