[发明专利]在计算机辅助设计应用中生成晶格建议的方法和系统

权利要求书

1.一种在包括处理器和存储器的计算机上由三维3D建模程序执行的方法，该方法包括：

获得包括对象的3D模型的机械问题定义，该3D模型包括在该3D模型中将在其中生成晶格的设计空间，其中该机械问题定义包括(i)被标识为对于该设计空间的基线材料模型的一种或多种各向同性实体材料和(ii)对于该3D模型的一个或多个加载情况，所述一个或多个加载情况指定一个或多个边界条件，该一个或多个边界条件定义对于所述一个或多个加载情况中的每一个如何将力和约束施加到3D模型；

使用所述一个或多个加载情况和被标识为对于所述设计空间的基线材料模型的所述一个或多个各向同性实体材料，生成对于所述对象的3D模型的数值模拟模型；

在该数值模拟模型中使用晶格结构行为模型代替所述基线材料模型，预测在所述设计空间中不同方位的不同晶格设置的性能；以及

基于预测的不同方位的不同晶格设置的性能，呈现对于该设计空间的一组晶格提议；

其中，已经对不同晶格设置预先计算了所述晶格结构行为模型，所述不同晶格设置能够由该3D建模程序生成。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测包括：

加载对于晶格类型的晶格结构行为模型；

使用加载的晶格结构行为模型计算所述晶格类型跨所述对象的3D模型的效率因子；以及

旋转与所述数值模拟模型相关联的应力场以预测该晶格类型在不同方位的性能。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述不同晶格设置包括晶格拓扑、体积分数和各向同性实体材料参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用机器学习技术或插值对所述不同晶格设置预先计算所述晶格结构行为模型。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

接收对所述一组晶格提议中的一个晶格提议的选择；以及

将所选择的晶格并入到所述3D模型中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，呈现所述一组晶格提议包括：

在用户界面中示出不同晶格配置的列表；

接收对用户界面中的所述不同晶格配置中的一个或多个的选择；以及

启动对所选择的一个或多个不同晶格配置的实际模拟，用于详细研究和优化。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述不同晶格设置包括不同晶格拓扑，所述晶格结构行为模型包括对于各个不同晶格拓扑的不同晶格结构行为模型，并且所述预测包括在所述数值模拟模型中对于所述基线材料模型交换所述不同晶格结构行为模型中的相应晶格结构行为模型。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述不同晶格结构行为模型是对不同晶格设置的结构行为进行近似的代表性体积元素，并且所述代表性体积元素中的每一个代表性体积元素将晶格的行为表示为各向异性实体材料。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述数值模拟模型是有限元分析模型，并且所述预测包括通过在所述有限元分析模型中交换晶格的代表性体积元素与所述基线材料模型并且在有限元分析模型中使用代表性体积元素而不创建该晶格的有限元分析模型对晶格的结构性能近似来预测所述不同晶格设置的性能。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述代表性体积元素中的每一个编码被标识为对于所述设计空间的基线材料模型的所述一种或多种各向同性实体材料的晶格拓扑、体积分数和材料特性的函数，并且其中预测所述性能包括：在要求时计算对于给定晶格设置的组合的代表性体积元素输出。