[发明专利]面向工程分析的微小圆角特征自动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向工程分析的微小圆角特征自动识别方法，尤其适用于有限元网格生成的前处理阶段。

背景技术

本发明涉及的研究内容在国外是研究热点，人们在这方面做了大量的工作。其中最具代表的是Sashikumar和Sohoni提出的圆角特征识别方法，仅适用于基于滚动球技术产生的不变半径的圆角特征。该方法对零件模型中每个面进行识别，如果该面上各点的最大曲率值相等，且都等于过渡半径的倒数，则此面为圆角特征。

Zhu H，Menq C H提出的圆角特征识别方法也仅仅能处理基于滚动球技术产生的不变半径的圆角特征。该方法优点在于将圆角特征分为圆环面、圆柱面以及球面三类，而这三类圆角特征都拥有自己的几何特性和拓扑特性，以此作为识别条件对零件模型的圆角特征进行识别。

国内圆角特征的自动识别方面的研究才刚刚起步，处于初级阶段。崔秀芬，高曙明提出了一种能够处理任意类型圆角特征的识别方法。该方法通过归纳圆角特征的具体特性，能够较好的解决可变半径的圆角特征，以及多圆角特征相交情况下的特征识别问题。

上述的方法中，大多集中在处理基于滚动球技术产生的不变半径圆角特征方面，且具有一个共同点：目的在于有效地降低模型的复杂度，提高后续特征识别的准确性和效率。而本发明的目的在于提高有限元网格划分质量和划分速度，提高工程分析效率和准确度。因此，本发明的圆角特征自动识别方法，与上述方法相比，在识别条件的设定以及利用这些条件进行识别的方法上具有自己的独特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能更好的自动识别出影响工程分析效率的微小圆角特征的方法。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种面向工程分析的微小圆角特征自动识别方法，包括在带有VC++6.0平台的公知计算机上装入ACIS16开发软件包的步骤，其特征在于：还包括以下步骤：

(1.1)将模型转换成以面为单元的集合体；

(1.2)基于条件匹配原则，对每个面单元进行圆角特征识别；

(1.3)计算圆角特征的曲率半径，从中设定一阈值或自定义一阀值，将较大的圆角特征排除在外，将满足条件的圆角特征着色，并放入列表中。

所述的步骤(1.2)包括以下步骤：

(2.1)判断面单元的方向数为单向；

(2.2)判断面单元的类型为非平面；

(2.3)判断面单元各条边中包含光滑边；

(2.4)判断面单元中所有光滑边对应的邻接面不平行；

(2.5)判断圆柱类型面单元的边界弧度不超过3.14。

所述的步骤(1.3)包括以下步骤：

(3.1)求每个圆角特征的曲面曲率半径；

(3.2)从中设定一阈值或自定义一阀值，将较大的圆角特征排除在外；

(3.3)将满足阈值条件的微小圆角特征着色，并放入列表中。

所述的步骤(2.3)的光滑边判断中，对于判断两单位矢量是否相等时的允许误差为1e-3。

所述的步骤(2.4)的平行判断中，对圆角特征与其它特征相交导致光滑边被分割的情况，采用判断被分割边是否为共享曲线的方法进行处理。

所述的步骤(2.5)的边界弧度判断，采取求解圆柱横截面边界圆弧弧度的方法进行处理。

所述的步骤(3.1)包括以下步骤：

(7.1)求曲面上的边界点以及曲面的中心点的曲率半径；

(7.2)在边界点、中心点曲率半径中，取数值较大的一个作为该曲面的曲率半径。

所述的步骤(7.1)的求曲面上点的曲率半径时，采用取两主方向上曲率半径的较小值的方法。

所述的步骤(7.2)在求曲面曲率半径时，对于自由曲面边界点或中心点曲率半径趋近于正无穷的情况，采用较大值回避的方法加以处理。

与现有技术相比较，本发明的优点主要表现在对叠加圆角特征、变半径圆角特征、退化圆角特征，以及与其他特征相交的圆角特征的识别全部适用，扩大了圆角特征可识别范围；并采用根据曲面曲率半径大小为圆角特征设定阈值的方法，从而更好的自动识别出影响工程分析效率的微小圆角特征。

附图说明

本发明有附图18幅，其中：

图1为圆角特征识别流程图。

图2为一个游戏杆底座模型的轴测投影图。

图3为一个多维度形体轴测图。

图4为判断圆角特征光滑边的示意图。

图5为光滑边对应邻面平行的示意图。

图6为光滑边对应邻面不平行的示意图。

图7为圆角特征与其它特征相交导致光滑边对应邻面平行的局部示意图。