度節(jié)點。
[0059]所述迭代模型保存及調(diào)用，是在成熟度節(jié)點迭代過程中，仿真計算之前需要保存當(dāng)前模型數(shù)據(jù)，使得設(shè)計師可以通過操作歷史樹隨時調(diào)用查看節(jié)點上的模型。
[0060]所述計算結(jié)果數(shù)據(jù)的保存及調(diào)用，是在仿真計算之后保存計算結(jié)果到硬盤上，使得設(shè)計師在操作歷史樹節(jié)點上可以隨時查看仿真分析結(jié)果。
[0061]所述當(dāng)前模型的保存及調(diào)用，是在仿真計算或查看歷史樹節(jié)點數(shù)據(jù)之前保存當(dāng)前模型，在完成操作之后可以恢復(fù)之前模型，繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模設(shè)計過程。
[0062]綜上所述，多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形模塊的一體化快速產(chǎn)品迭代成形方法，是指:在機(jī)械結(jié)構(gòu)迭代設(shè)計過程中，在特定成熟度下進(jìn)行快速的模型前處理及仿真分析計算，并得到計算結(jié)果，根據(jù)計算結(jié)果繼續(xù)幾何建模過程或修改幾何模型。經(jīng)過若干成熟度節(jié)點的快速迭代過程可以有效加速產(chǎn)品的成形過程；同時，設(shè)計師通過操作歷史樹上的節(jié)點可以隨時切換查看某一成熟度下的模型及仿真結(jié)果。
[0063]所述模型成熟度節(jié)點是由設(shè)計者在構(gòu)建模型之前根據(jù)目標(biāo)任務(wù)書以及性能指標(biāo)確定的若干階段性節(jié)點，用于迭代過程中的仿真分析。節(jié)點的數(shù)量及階段是動態(tài)可變化的。
[0064]所述操作歷史樹，本發(fā)明為了有效管理全迭代成形周期內(nèi)的所有成熟度節(jié)點數(shù)據(jù)，搭建了操作歷史樹結(jié)構(gòu)，用于設(shè)計師隨時查看某一成熟度節(jié)點的模型及仿真結(jié)果。
[0065]本發(fā)明在PTC的結(jié)構(gòu)設(shè)計功能基礎(chǔ)上將快速仿真分析結(jié)合與建模分析功能結(jié)合，在多級成熟度節(jié)點概念上，避免復(fù)雜前處理操作，最大化提升仿真分析計算過程，并利用邊界單元法統(tǒng)一幾何、分析模型，從而避免模型轉(zhuǎn)換操作，進(jìn)一步深化結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真分析的一體化程度，完成快速迭代成形的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足設(shè)計師提升工作效率的要求，加快產(chǎn)品研發(fā)速度，促進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。
[0066]本發(fā)明的關(guān)鍵點在于:
[0067]1.引入邊界單元方法實現(xiàn)幾何和分析模型的統(tǒng)一，避免結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真分析過程的割裂進(jìn)而導(dǎo)致的前處理及模型轉(zhuǎn)化等冗余操作；
[0068]2.利用邊界單元法可以顯著減少復(fù)雜的網(wǎng)格剖分、特征簡化等傳統(tǒng)仿真分析必須的前處理操作；
[0069]3.通過在構(gòu)建模型之前根據(jù)目標(biāo)任務(wù)書以及性能指標(biāo)確定的若干階段性節(jié)點定義模型成熟度節(jié)點，確保仿真分析過程和結(jié)構(gòu)建模設(shè)計過程的匹配及實現(xiàn)并行化設(shè)計過程;
[0070]4.采用樹狀分支連接管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有效協(xié)調(diào)前處理數(shù)據(jù)、分析計算數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)集的管理及操作；
[0071]5.定義成形節(jié)點管理模塊，有效管理多級成熟度節(jié)點下的模型和分析結(jié)果數(shù)據(jù)，確保設(shè)計師隨時切換查看結(jié)構(gòu)及分析結(jié)果；
[0072]6.借助快速多極方法及CUDA硬件并行計算特性加速仿真計算過程，確保一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的及時響應(yīng)。
[0073]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:其包括結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺、仿真分析模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、節(jié)點管理模塊； 所述結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模設(shè)計，所述仿真分析模塊、所述數(shù)據(jù)處理模塊、所述節(jié)點管理模塊均基于所述結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺的二次開發(fā)接口進(jìn)行功能性擴(kuò)充； 所述仿真分析模塊采用邊界元算法直接用面單元離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析計算，建模過程中的幾何模型利用邊界面離散網(wǎng)格單元算法得到單元數(shù)據(jù)，通過接口函數(shù)傳遞給邊界單元數(shù)值算法計算； 所述數(shù)據(jù)處理模塊針對所述仿真分析模塊的計算前處理的網(wǎng)格單元數(shù)據(jù)與載荷數(shù)據(jù)，并針對計算后處理的結(jié)果數(shù)據(jù)、用戶交互數(shù)據(jù)以及多階段仿真分析的數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)處理而給出數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)； 所述節(jié)點管理模塊針對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計建模過程的不同成熟度下的仿真分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計的管理。2.如權(quán)利要求1所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:所述結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺采用PTC Creo三維建模軟件作為支撐平臺。3.如權(quán)利要求1所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:所述仿真分析模塊包括網(wǎng)格單元離散部分、邊界元分析計算部分以及后處理部分；所述網(wǎng)格單元離散部分采用ACIS的Facet模塊劃分得到邊界面三角網(wǎng)格單元，通過數(shù)據(jù)整理得到計算所需要的單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；所述邊界元分析計算是利用邊界元法積分等式，采用快速多極算法，并借助計算機(jī)統(tǒng)一計算架構(gòu)，通過離散得到數(shù)值計算等式計算物理問題；所述后處理通過計算得到的結(jié)果數(shù)據(jù)采用Matlab軟件直觀地呈現(xiàn)分析云圖。4.如權(quán)利要求3所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:所述單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括節(jié)點坐標(biāo)信息、節(jié)點所屬面標(biāo)記信息、節(jié)點的鄰接節(jié)點標(biāo)記信息、節(jié)點的鄰接單元標(biāo)記信息、單元的三個節(jié)點、單元的載荷信息、單元所屬面標(biāo)記信息、單元的鄰接單元標(biāo)記信息。5.如權(quán)利要求3所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:所述后處理在建模過程中直接觸發(fā)邊界元的分析計算得到每個節(jié)點單元的計算數(shù)據(jù)，根據(jù)計算數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理渲染，得到直觀云圖。6.如權(quán)利要求1所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用樹狀分支連接，主干支點依賴于建模的各個成熟度節(jié)點；每一個主干支點包括兩項分支節(jié)點:計算前處理數(shù)據(jù)、計算后處理數(shù)據(jù)；所述計算前處理數(shù)據(jù)包含離散單元的節(jié)點、單元數(shù)據(jù)，施加的載荷數(shù)據(jù)，用戶交互數(shù)據(jù)；所述計算后處理數(shù)據(jù)包含計算結(jié)果數(shù)據(jù)以及用戶交互數(shù)據(jù)，這兩個數(shù)據(jù)均不具有可繼承性。7.如權(quán)利要求6所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:用戶交互數(shù)據(jù)具有可繼承性，載荷數(shù)據(jù)具有半可繼承性，能用于此主干支點的其他后續(xù)主干支點使用。8.如權(quán)利要求6所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)中包含兩個數(shù)據(jù)操作:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作、數(shù)據(jù)傳輸操作；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作包含兩方面:第一方面是將離散單元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可計算的節(jié)點、單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，第二方面是在用戶交互過程中，將計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為用戶想要查看的形式；所述數(shù)據(jù)傳輸操作也包括兩方面:第一方面是可繼承性數(shù)據(jù)的傳輸，第二方面是不同主干結(jié)點計算結(jié)果向后處理過程的傳輸。9.如權(quán)利要求1所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置，其特征在于:所述節(jié)點管理包括成熟度節(jié)點編輯、迭代模型的保存及調(diào)用、計算結(jié)果數(shù)據(jù)的保存及調(diào)用、當(dāng)前模型的保存及調(diào)用；所述成熟度節(jié)點編輯是指設(shè)計師改變事前確定的成熟度節(jié)點數(shù)量，或結(jié)合實際情況對已完成的成熟度節(jié)點進(jìn)行刪除操作，或在歷史樹尾端添加成熟度節(jié)點；所述迭代模型保存及調(diào)用是在成熟度節(jié)點迭代過程中，仿真計算之前需要保存當(dāng)前模型數(shù)據(jù)，使得設(shè)計師能通過操作歷史樹隨時調(diào)用查看節(jié)點上的模型；所述計算結(jié)果數(shù)據(jù)的保存及調(diào)用是在仿真計算之后保存計算結(jié)果到硬盤上，使得設(shè)計師在操作歷史樹節(jié)點上能隨時查看仿真分析結(jié)果；所述當(dāng)前模型的保存及調(diào)用是在仿真計算或查看歷史樹節(jié)點數(shù)據(jù)之前保存當(dāng)前模型，在完成操作之后能恢復(fù)之前模型，繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模設(shè)計過程。10.一種如權(quán)利要求1至9中任意一項所述的多級成熟度下機(jī)械結(jié)構(gòu)一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置的一體化快速產(chǎn)品迭代成形方法，其特征在于:在機(jī)械結(jié)構(gòu)迭代設(shè)計過程中，在特定成熟度下進(jìn)行快速的模型前處理及仿真分析計算，并得到計算結(jié)果，根據(jù)計算結(jié)果繼續(xù)幾何建模過程或修改幾何模型；經(jīng)過若干成熟度節(jié)點的快速迭代過程有效加速產(chǎn)品的成形過程；同時，設(shè)計師通過操作歷史樹上的節(jié)點隨時切換查看某一成熟度下的模型及仿真結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明公開一體化快速產(chǎn)品迭代成形裝置及其方法。所述裝置結(jié)構(gòu)包含設(shè)計平臺、仿真分析模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、節(jié)點管理模塊。結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模設(shè)計。仿真分析模塊采用邊界元算法直接用面單元離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析計算，建模過程中的幾何模型利用邊界面離散網(wǎng)格單元算法得到單元數(shù)據(jù)，通過接口函數(shù)傳遞給邊界單元數(shù)值算法計算。數(shù)據(jù)處理模塊針對所述仿真分析模塊的計算前處理的網(wǎng)格單元數(shù)據(jù)與載荷數(shù)據(jù)，并針對計算后處理的結(jié)果數(shù)據(jù)、用戶交互數(shù)據(jù)以及多階段仿真分析的數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)處理而給出數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)。節(jié)點管理模塊針對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計建模過程的不同成熟度下的仿真分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計的管理。本發(fā)明還公開應(yīng)用所述裝置的方法。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105243238
【申請?zhí)枴緾N201510752311
【發(fā)明人】魏一雄, 程五四, 張祥祥, 陳帝江, 胡祥濤, 陳興玉, 周紅橋, 田富君
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月6日