[发明专利]等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法及系统

权利要求书

1.等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于等几何方法完成拓扑优化，得到等几何拓扑优化结果；

S2、以设计变量作为高一维坐标，分层获取各层NURBS模型，得到分层NURBS曲面信息；

S3、将分层NURBS曲面信息按方向坐标自动排列导入CAD软件；

S4、对每个曲面依次提取顶部轮廓，获得各个层截面几何模型，并建立草图轮廓；

S5、在各个轮廓组对应轮廓之间建立引导线；

S6、判断是否有轮廓存在内部轮廓，若存在内部轮廓则依次进行步骤S7、S8、S10，若不存在内部轮廓则依次进行步骤S9、S10；

S7、对外部轮廓进行连续放样；

S8、对内部轮廓进行连续放样切除；

S9、对各个轮廓进行连续放样；

S10、输出实体，最终得到等几何拓扑优化结果的自动构建模型。

2.根据权利要求1所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，所述分层获取各层NURBS模型，具体为：

将等几何拓扑优化结果中不同高度层的控制点直接表示成分层NURBS，即将设计变量作为控制点高一维度的坐标，因此分层NURBS表示的NURBS曲面具有高度变化，得到分层NURBS曲面信息。

3.根据权利要求1所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，所述将分层NURBS曲面信息按方向坐标自动排列导入CAD软件，具体为：将获取的分层NURBS曲面信息由分析软件生成后保存为CAD软件能打开的格式，即各层曲面间的参数与优化结果一致。

4.根据权利要求1所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，所述对每个曲面依次提取顶部轮廓，具体为：建立一个与输入曲面底部相平行的底部基准面，建立一个平行于底部基准面的相交基准面与输入曲面相交，使用曲面裁剪工具将底部基准面与相交基准面之间的曲面部分裁剪，在相交基准面上建立草图，使用转换实体工具提取顶部轮廓线，得到N条草图轮廓，N为大于0的整数。

5.根据权利要求1所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，所述在各个轮廓组对应轮廓之间建立引导线，具体为：同一组连续放样轮廓的边缘至少有一条首尾相接、自下而上、贯穿整个模型的折线段；所有轮廓草图的每一个尖点处都有至少一条穿过该尖点的折线段。

6.根据权利要求1所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，所述判断是否有轮廓存在内部轮廓，是基于计算机视觉的判断，具体方法为：通过几何拓扑特征识别或计算机视觉的方法查看和判断，各个闭合轮廓的内部是否包含着另一个或多个闭合轮廓，这种被另一闭合轮廓包含的闭合轮廓称为内部轮廓，内部轮廓需要进行放样切除。

7.根据权利要求1所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，所述对外部轮廓进行连续放样，具体为：使用放样拉伸工具，自下而上依次选中各个草图中的对应轮廓作为放样轮廓线，自下而上依次选中与该轮廓组相交的折线段中的每一个线段作为放样引导线。

8.根据权利要求1所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，所述输出实体，具体为：若有轮廓草图存在尖点，则实体侧面由若干片样条曲面拼接而成，拼接线为尖点处通过尖点的折线段；若所有草图均不存在尖点，则实体的侧面是一整片样条曲面；最终的模型实体具有可选中、可编辑特点。

9.等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建系统，用于实现权利要求1-8任一项权利要求所述的等几何拓扑优化结果的可编辑模型自动构建方法，其特征在于，包括：三维等几何拓扑优化模块、NURBS模型分层获取模块、分层结果导入模块、曲面顶部轮廓提取模块、引导线建立模块、内部轮廓判断模块、外部轮廓放样拉伸模块、内部轮廓放样切割模块、分散轮廓连续放样模块和结果输出模块；

所述三维等几何拓扑优化模块使用等几何拓扑优化方法求解任意三维优化问题；

所述NURBS模型分层获取模块用于将三维等几何拓扑优化结果按照某方向分层为若干样条曲面，得到各层的NURBS曲面；

所述分层结果导入模块用于将分层获取的等几何拓扑优化的样条曲面结果导入CAD软件；

所述曲面顶部轮廓提取模块用于提取每个输入曲面的顶部轮廓特征；

所述引导线建立模块用于建立按照自下而上的顺序、首尾相连的折线段，并确保每一折线段均贯穿它所对应的轮廓组；

所述内部轮廓判断模块用于判断轮廓草图是否具有内部轮廓，若有则需要对内外轮廓进行分别连续放样拉伸和拉伸切割，若没有则只需要对每一组轮廓分别进行连续放样拉伸即可；

所述外部轮廓放样拉伸模块用于对每一组互相对应的外部轮廓组分别进行连续放样拉伸；

所述内部轮廓放样切割模块用于对每一组互相对应的内部轮廓组分别进行连续放样切除，同时确保切除贯穿实体；

所述分散轮廓连续放样模块用于对无内部轮廓的轮廓组分别进行连续放样拉伸；

所述结果输出模块用于输出放样结束后最终得到的可选中、可编辑的实体。