(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210948634.4 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 大连理工大 学人工智能大连研究院 地址 116085 辽宁省大连市高新园区高新 技术产业园区火炬路5 6A-22层 申请人 大连理工大 学 (72)发明人 田阔　李红庆　郑凯伟　张澍　 王博　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 万慧华 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种复杂曲面加筋壳网格模型质 量评估方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种复杂 曲面加筋壳网格模 型质量评估 方法及系统， 涉及工程结构优化技术 领域， 该方法包括： 根据复杂曲面加筋壳网格模 型确定蒙皮节 点集合和待检验点集合； 待检验点 集合包括所有与蒙皮表面接触的筋条有 限元节 点； 蒙皮节 点集合包括所有位于蒙皮表面上的蒙 皮有限元节 点； 计算待检验点分别与每个蒙皮有 限元节点之间的距离， 进而构建相应的蒙皮平 面； 根据待检验点所在的筋条四边形单元中剩余 的三个筋条有限元节点构建相应的筋条平面； 根 据蒙皮平 面法向量和筋条平面法向量， 确定每个 待检验点与蒙皮表面的偏转角； 偏转角用于表示 复杂曲面加筋壳网格模型的精 准度。 本发明解决 了复杂曲面加筋壳网格模型的建模精度难以评 估的技术问题。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115238393 A 2022.10.25 CN 115238393 A 1.一种复杂曲面加筋壳网格模型质量评估方法， 其特 征在于， 包括： 根据建立好的复杂曲面加筋壳网格模型， 确定蒙皮节点集合和待检验点集合； 所述待 检验点集合包括所有与蒙皮表面接触的筋条有限元节点； 所述蒙皮节点集合包括所有位于 所述蒙皮表面上的蒙皮有限元节点； 计算所述待检验点分别与 所述蒙皮节点集合中每个所述蒙皮有限元节点之间的距离， 并将与所述待检验点距离最近的三个蒙皮有限元节点确定为蒙皮平面参考点， 然后根据所 述蒙皮平面 参考点构建相应的蒙皮平面； 将所述待检验点所在的筋条四边形单元中剩余的三个筋条有限元节点确定为筋条平 面参考点， 并根据所述筋条平面 参考点构建相应的筋条平面； 根据第一法向量和第 二法向量， 确定每个所述待检验点所在的筋条四边形单元与 所述 蒙皮表面的偏转角； 所述偏转角用于表示复杂曲面加筋壳网格模型 的精准度， 且当所述偏 转角越大时， 所述复杂曲面加筋壳网格模型 的精准度越低； 所述第一法向量为标记蒙皮平 面的法向量， 所述第二法向量为标记筋条平面的法向量； 所述偏转角为夹角与 90°之间的误 差角； 所述夹角为根据所述第一法向量和所述第二法向量确定的角度； 所述标记蒙皮平面 和所述标记 筋条平面 为同一所述待检验点对应的蒙皮平面和筋条平面。 2.根据权利要求1所述的一种复杂曲面加 筋壳网格模型质量评估方法， 其特征在于， 在 执行步骤： 根据建立好的复杂曲面加筋壳网格模型， 确定蒙皮节点集合和待检验点集合之 前， 还包括： 采用CAD软件建模方法构建复杂曲面加筋壳模型并进行网格划分， 得到复杂曲面加筋 壳网格模型； 或者， 采用网格映射方法， 构建复杂曲面加筋壳网格模型。 3.根据权利要求1所述的一种复杂曲面加 筋壳网格模型质量评估方法， 其特征在于， 计 算所述待检验点分别与所述蒙皮节点集合中每个所述蒙皮有限元节点之间的距离， 并将与 所述待检验点距离最近的三个蒙皮有限元节点确定为蒙皮平面参考点， 然后根据所述蒙皮 平面参考点构建相应的蒙皮平面， 具体包括： 计算待检验点分别与 所述蒙皮节点集合中每个所述蒙皮有限元节点之间的欧式距离， 得到每个所述待检验点对应的欧式距离集合； 所述欧式距离集合为升序排列后的欧式距离 所组成的集 合； 从每个所述待检验点对应的欧式距离集合中， 选择前三个欧式距离， 并将前三个所述 欧式距离对应的蒙皮有限元节点确定为所述待检验点的蒙皮平面 参考点； 根据所述 蒙皮平面 参考点， 构建每 个所述待检验点对应的蒙皮平面。 4.根据权利要求1所述的一种复杂曲面加 筋壳网格模型质量评估方法， 其特征在于， 所 述根据第一法向量和 第二法向量， 确定每个所述待检验点所在的筋条四边形单元与所述蒙 皮表面的偏转角， 具体包括： 确定第一法向量和第二法向量； 根据反余弦函数计算所述第一法向量和所述第二法向量之间的夹角； 计算所述夹角与90 °之间的误差角， 并将所述误差角确定为所述待检验点所在的筋条 四边形单元与所述 蒙皮表面的偏转角。 5.根据权利要求4所述的一种复杂曲面加 筋壳网格模型质量评估方法， 其特征在于， 所权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115238393 A 2述确定第一法向量和第二法向量， 具体包括： 将所述待检验点对应的三个所述蒙皮平面参考点进行两两组合， 确定第 一蒙皮空间向 量和第二 蒙皮空间向量； 对所述第一蒙皮空间向量和所述第二蒙皮空间向量进行向量积计算， 得到第一法向 量； 将所述待检验点对应的三个所述筋条平面参考点进行两两组合， 确定第 一筋条空间向 量和第二筋条空间向量； 对所述第一筋条空间向量和所述第二筋条空间向量进行向量积计算， 得到第二法向 量。 6.一种复杂曲面加筋壳网格模型质量评估系统， 其特 征在于， 包括： 蒙皮节点集合和待检验点集合确定模块， 用于根据建立好的复杂曲面加筋壳网格模 型， 确定蒙皮节点集合和待检验点集合； 所述待检验点集合包括所有与蒙皮表面接触的筋 条有限元节点； 所述 蒙皮节点 集合包括所有位于所述 蒙皮表面上的蒙皮有限元节点； 蒙皮平面构建模块， 用于计算所述待检验点分别与所述蒙皮节点集合中每个所述蒙皮 有限元节点之 间的距离， 并将与所述待检验点距离最近的三个蒙皮有限元节点确定为蒙皮 平面参考点， 然后根据所述 蒙皮平面 参考点构建相应的蒙皮平面； 筋条平面构建模块， 用于将所述待检验点所在的筋条四边形单元中剩余的三个筋条有 限元节点确定为筋条平面 参考点， 并根据所述筋条平面 参考点构建相应的筋条平面； 偏转角计算模块， 用于根据第一法向量和第二法向量， 每个所述待检验点所在的筋条 四边形单元与所述蒙皮表面的偏转角； 所述偏转角用于表示复杂曲面加筋壳网格模型的精 准度， 且当所述偏转角越大时， 所述复杂曲面加筋壳网格模型的精准度越低； 所述第一法向 量为标记蒙皮平面的法向量， 所述第二法向量为标记筋条平面的法向量； 所述偏转角为夹 角与90°之间的误差角； 所述夹角为根据所述第一法向量和所述第二法向量确定的角度； 所 述标记蒙皮平面和所述标记 筋条平面 为同一所述待检验点对应的蒙皮平面和筋条平面。 7.根据权利要求6所述的一种复杂曲面加 筋壳网格模型质量评估系统， 其特征在于， 还 包括： 复杂曲面加筋壳网格模型构建模块， 用于： 采用CAD软件建模方法构建复杂曲面加筋壳模型并进行网格划分， 得到复杂曲面加筋 壳网格模型； 或者， 采用网格映射方法， 构建复杂曲面加筋壳网格模型。 8.根据权利要求6所述的一种复杂曲面加 筋壳网格模型质量评估系统， 其特征在于， 所 述蒙皮平面构建模块， 具体包括： 欧式距离集合确定单元， 用于计算所述待检验点分别与 所述蒙皮节点集合中每个所述 蒙皮有限元节点之间的欧式距离， 得到每个所述待检验点对应的欧式距离集合； 所述欧式 距离集合为升序排列后的欧式距离所组成的集 合； 蒙皮平面参考点确定单元， 用于从每个所述待检验点对应的欧式距离集合中， 选择前 三个欧式距离， 并将前三个所述欧式距离对应的蒙皮有限元节点确定为所述待检验点的蒙 皮平面参考点； 蒙皮平面构建单元， 用于根据所述蒙皮平面参考点， 构建每个所述待检验点对应的蒙权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115238393 A 3