[发明专利]机械部件的骨架的表示

说明书

本发明尤其涉及用于设计机械部件的计算机实现的方法，所述方法包括：提供(S20)有限元网格(FEM)的子集，所述FEM的子集表示所述机械部件；并且基于所述FEM的子集确定所述机械部件的骨架的表示，所述骨架具有分支和分支接合点，每一分支接合点接合各自分支。这改善了机械部件的设计。

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统的领域，并且更加具体地涉及用于设计机械部件的方法、系统和程序。

背景技术

在用于对象的设计、工程和制造的市场上提供有多个系统和程序。CAD是计算机辅助设计的缩写，例如，其涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程的缩写，例如，其涉及用于仿真未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制造的缩写，例如，其涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这样的计算机辅助设计系统中，图形用户界面关于该技术的效率起着重要的作用。这些技术可以被嵌入在产品生命周期管理(PLM)系统中。PLM是指在扩展企业的概念上帮助公司共享产品数据、应用通用过程并且利用用于从概念到差评的寿命结束开发产品的协作知识。由达索系统提供的PLM解决方案(商标为CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供了组织产品工程知识的工程中心、管理制造工程知识的制造中心以及能够将企业集成并且连接到工程中心和制造中心二者的企业中心。同时，系统递送链接产品、过程、资源的开放对象模型，以便使能动态的基于知识的产品创建和决定支持，这确定了优化的产品定义、制造准备、生产和服务。

在这一领域中公知的设计技术被称为“拓扑结构优化”技术。这一技术允许使用有限元网格(FEM)的子集来表示机械部件。精确地，网格子集是通过有限元分析(FEA)过程计算的优化的拓扑结构。以下论文提出了这一技术：“Waqas Saleem,Hu Lu,Fan Yuqing,Topology Optimization.Problem Formulation and Pragmatic Outcomes byintegration of TOSCA and CAE tools,WCECS 2008,October 22-24,2008,SanFrancisco,USA”和“Hauessler,P,Emmrich,D,Mueller,O,Ilzhoefer,B,Nowicki,L,Albers,A,Automated topology optimization of flexible components in hybridfinite elements multibody systems using Adams/Flex and MSC.Construct,16thEuropean ADAMS users’Conference 2001”。拓扑结构优化允许设计过程的高度自动化，但是所产生的网状拓扑结构并非完美精确并且是正在被设计的机械部件的综合表示。因而，机械设计者进一步需要例如在传统的计算机辅助设计(CAD)系统中手动地编辑这一网格状的拓扑结构。然而，利用当前的系统，这样的编辑是不容易的并且是人机工程学的。

在这一上下文中，仍然需要用于设计机械部件的改进解决方案。

发明内容

因此，提供一种用于设计机械部件的计算机实现的方法，所述方法包括提供有限元网格(FEM)的子集，所述FEM的子集表示所述机械部件，并且基于所述FEM的所述子集来确定所述机械部件的骨架的表示，所述骨架具有分支和分支接合点，每一分支接合点接合相应分支。

所述方法可以包括下面中的一个或多个：

-所述骨架的表示与向所述子集应用细线化处理的结果具有相同的拓扑结构；

-应用所述细线化处理的结果包括分别对应于相应分支末端的FEM的元素以及分别对应于相应分支接合点的FEM的元素，对应于相应分支末端的FEM的每一元素与对应于分支接合点的FEM的相应元素共享面；

-所述细线化处理禁止创建局部非歧管表面几何结构；