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分析特征建模中的若干问题研究

作　者: 曹伟娟
导　师: 高曙明
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 分析几何建模分析特征分析特征识别特征转换 Delaunay细分 CAD/CAE集成
分类号: TP391.72
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-15
第1章绪论  15-49
  本章摘要]  15
  1.1 引言  15-18
  1.2 CAD技术  18-21
  1.3 CAE技术  21-25
  1.4 分析建模  25-47
    1.4.1 有效支持工程分析的产品模型  25-30
    1.4.2 基于简化的分析几何建模  30-45
    1.4.3 商业CAD/CAE系统对分析建模的支持  45-47
  1.5 分析建模中存在的问题  47-48
  1.6 本文的研究目标与研究内容  48-49
第2章分析特征及分析特征模型  49-59
  本章摘要  49
  2.1 引言  49-50
  2.2 分析特征  50-52
    2.2.1 分析特征定义  50
    2.2.2 分析特征分类  50-52
  2.3 分析特征模型  52-56
    2.3.1 几何相关信息  54-55
    2.3.2 单元相关信息  55
    2.3.3 耦合信息  55-56
    2.3.4 分析相关信息  56
    2.3.5 边界条件信息  56
  2.4 本章小结  56-59
第3章基于边界表示的分析特征模型自动生成方法  59-77
  本章摘要  59
  3.1 引言  59-60
  3.2 基本概念  60-62
  3.3 方法概述  62-63
  3.4 分析特征的识别和分解  63-72
    3.4.1 初始面对的识别  64-67
    3.4.2 壳特征的识别  67-69
    3.4.3 分析特征的分解  69-72
  3.5 简化几何的生成  72-74
  3.6 分析特征的合并  74
  3.7 实现与结果  74-76
  3.8 本章小结  76-77
第4章基于特征转换的分析特征模型自动生成方法  77-93
  本章摘要  77
  4.1 引言  77
  4.2 方法概述  77-80
    4.2.1 正特征剩余体  78
    4.2.2 方法概述  78-80
  4.3 正特征剩余体的分解  80-83
    4.3.1 仅包含平行负特征的正特征剩余体的分解  80-82
    4.3.2 包含非平行负特征的正特征剩余体的分解  82-83
  4.4 候选分析特征区域的确定  83-86
    4.4.1 扫成轮廓边对识别与轮廓区域分解  84-85
    4.4.2 候选分析特征区域的确定  85-86
  4.5 候选分析特征区域的合成与分析特征模型的生成  86-88
    4.5.1 候选分析特征区域的合成  86-88
    4.5.2 分析特征模型的生成  88
  4.6 实现与结果  88-91
  4.7 本章小结  91-93
第5章旋转对称特征的对称单元及其网格的自动生成  93-115
  本章摘要  93
  5.1 引言  93-94
  5.2 方法概述  94-98
    5.2.1 传统的基于Delaunay细分的网格生成方法  94-97
    5.2.2 基本概念  97
    5.2.3 基本思想  97-98
  5.3 二维带对称约束的局部Delaunay细分  98-105
    5.3.1 初始对称单元网格的生成  98-100
    5.3.2 细分点位置的确定  100-101
    5.3.3 对称单元网格的更新  101-102
    5.3.4 最优性证明  102-105
  5.4 三维带对称约束的局部Delaunay细分  105-110
    5.4.1 初始对称单元网格的生成  106-107
    5.4.2 四面体的移动  107-110
  5.5 实验结果  110-114
  5.6 本章小结  114-115
第6章总结与展望  115-119
  本章摘要  115
  6.1 总结  115-116
  6.2 展望  116-119
参考文献  119-133
攻读博士学位期间主要的研究成果  133-135
致谢  135-136

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