[发明专利]包含晶格结构的3D部件的3D有限元网格的设计

权利要求书

1.一种用于设计包含晶格结构的三维(3D)部件的3D有限元网格的计算机实现的方法，该方法包括：

-提供(S10)所述3D部件的实体表示；

-提供(S20)单元的规则拼接，每个单元包括有限元网格；

-将所述单元的规则拼接与所述3D部件的实体表示相叠加(S22)；

-将所述单元划分(S40)成两组：

-第一组单元(S42)，其中每一个单元与所述3D部件的实体表示相接触，以及

-第二组单元(S44)，其中没有一个单元与所述3D部件的实体表示相接触；

-对所述3D部件的实体表示的边界进行有限元网格划分(S50)；

-提取所述第一组单元的边界有限元网格；

-计算(S60)以下各项的布尔并集：

-所述3D部件的实体表示的边界的有限元网格；以及

-所提取的所述第一组单元的边界有限元网格；

-对所计算的布尔并集的体积进行有限元网格划分；以及

-对所计算的布尔并集的经网格划分的体积的有限元网格与所述第二组单元中的单元的有限元网格进行合并。

2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述规则拼接的单元在拓扑结构上相同。

3.如权利要求1或2所述的计算机实现的方法，进一步包括：

-对所计算的所述第一组单元与所述3D部件的实体表示的布尔并集进行修剪(S70)。

4.如权利要求1-3中任一项所述的计算机实现的方法，进一步包括：

-对所计算的布尔并集的边界进行修正。

5.如权利要求4所述的计算机实现的方法，其中，通过对所计算的布尔并集的边界的有限元网格进行重新计算，来执行对所计算的布尔并集的边界的所述修正。

6.如权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，对所计算的布尔并集的边界的有限元网格的所述重新计算是针对所述有限元网格的如下面来局部地执行的：所述面对所述3D部件的实体表示的边界的有限元网格与所提取的所述第一组单元的边界有限元网格之间的交集做出贡献。

7.如权利要求6所述的计算机实现的方法，其中，对所计算的布尔并集的边界的有限元网格的局部重新计算是通过对所述面应用基于松弛的算法来执行的。

8.如权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，首先对所述有限元网格的、在计算所述布尔并集之前属于所述3D部件的实体表示的面应用所述基于松弛的算法。

9.如权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，首先对所述有限元网格的、属于所述第一组单元中的一个或多个单元的面应用所述基于松弛的算法。

10.如权利要求1-9中任一项所述的计算机实现的方法，进一步包括：在所述划分之后，

-实例化(S52)所述第二组单元中每个单元的有限元网格。

11.一种用于增材制造的方法，该方法包括：

-由计算机对根据如权利要求1-10中任一项所述的方法所设计的包含晶格结构的三维(3D)部件的3D有限元网格进行仿真；

-对所述3D部件进行增材制造。

12.一种包括用于执行如权利要求1-10中任一项所述的方法的指令的计算机程序。

13.一种其上记录有如权利要求12所述的计算机程序的计算机可读存储介质。

14.一种系统，其包括耦合到存储器的处理器和图形用户接口，所述存储器中记录有如权利要求12所述的计算机程序。

15.一种通过如权利要求11所述的用于增材制造的方法能够获得的所制作的3D部件。