(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210694025.0 (22)申请日 2022.06.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114781073 A (43)申请公布日 2022.07.22 (73)专利权人 中汽研 （天津） 汽车工程研究院有 限公司 地址 300450 天津市滨 海新区天津开发区 第二大街62号泰达 MSD-B1-1907 (72)发明人 武振江　杨建森　李欣　郝剑虹　 闫晓晓　邹楠　张志国　王建海　 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01)(56)对比文件 US 8970590 B1,2015.0 3.03 CN 10241 1656 A,2012.04.1 1 田磊等.汽车底盘件结构耐久自动分析系统 研究. 《重庆理工大 学学报(自然科 学)》 .2020, (第05期), R. Dimitri.etc. “Isogeometric large deformati on fricti onless contact usi ng T- splines”. 《Comput. Methods Ap pl. Mech. Engrg.》 .2013, 审查员 胡瑞娟 (54)发明名称 基于法向量的有限元网格几何清理方法、 设 备及介质 (57)摘要 本发明实施例公开了一种基于法向量的有 限元网格几何清理方法、 设备及介质。 方法包括： 从CAE软件获取板壳结构零件的三维几何特征； 将所述三维几何特征中的每个曲面向对应的二 维平面投影， 得到对应的二维几何特征， 并识别 所述二维几何特征的二维轮廓点环路； 将每个曲 面的二维轮廓点环路映射回三维空间， 得到每个 曲面的三维轮廓点环路； 根据所述三维轮廓点环 路， 计算任一目标曲面与相邻曲面在公共边上多 个位置处的法向量； 根据所述目标曲面与所述相 邻曲面在每个位置处的法向量夹角， 确定是否清 理所述公共边。 本实施例实现三维曲面的自动化 几何清理。 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 CN 114781073 B 2022.09.16 CN 114781073 B 1.一种基于法向量的有限元网格几何清理方法， 其特 征在于， 包括： 从CAE软件获取板壳结构零件的三维几何特 征； 将所述三维几何特征中的每个曲面向对应的二维平面投影， 得到对应的二维几何特 征， 并识别所述 二维几何特 征的二维轮廓点环路； 将每个曲面的二维轮廓点环路映射回三维空间， 得到每 个曲面的三维轮廓点环路； 根据所述三维轮廓 点环路， 计算任一目标曲面与相邻曲面在公共边上多个位置处 的法 向量； 根据所述目标曲面与 所述相邻曲面在每个位置处的法 向量夹角， 确定是否清 理所述公 共边。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述将所述三维几何特征中的每个曲面向 对应的二维平面投影， 得到对应的二维几何特征， 并识别所述二维几何特征 的二维轮廓点 环路， 包括： 将所述三维几何特征中任一曲面的点特征向对应的二维平面投影， 使得到的二维几何 特征面积最大； 确定所述 二维几何特 征的二维凸包， 作为所述 二维几何特 征的二维轮廓点环路； 沿所述二维轮廓点环路的方向， 依次确定所述二维轮廓 点环路中每个二维轮廓 点与下 一二维轮廓点之间遗漏的二维轮廓点并插 入， 得到最终的二维轮廓点环路； 其中， 所述 二维轮廓点环路的方向包括 顺时针方向和逆时针方向。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述沿所述二维轮廓点环路的方向， 依次 确定所述二维轮廓点环路中每个二维轮廓点与下一二维轮廓点之间遗漏的二维轮廓点并 插入， 得到最终的二维轮廓点环路， 包括： 选取所述二维轮廓点环路中的任一 二维轮廓点作为目标二维轮廓点； 获取所述二维几何特 征中的、 以所述目标二维轮廓点 为端点的至少一个线段 特征； 根据所述至少一个线段特征和所述二维轮廓 点环路的方向， 确定所述目标二维轮廓 点 和所述目标二维轮廓点的下一 二维轮廓点之间是否存在遗漏的二维轮廓点； 如果存在， 将所述遗漏的二维轮廓 点插入所述目标二维轮廓 点和所述下一二维轮廓 点 之间， 并选取所述遗漏的二维轮廓点作为新的目标二维轮廓点， 返回至少一个线段特征 的 获取操作， 直到最终的二维轮廓点环路中所有的二维轮廓点均被选取完毕； 如果不存在， 选取所述下一二维轮廓点作为新的目标二维轮廓点， 返回至少一个线段 特征的获取操作， 直到最终的二维轮廓点环路中所有的二维轮廓点均被选取完毕。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述至少一个线段特征和所述二 维轮廓点环路的方向， 确定所述目标二 维轮廓点和所述目标二维轮廓点的下一二 维轮廓点 之间是否存在遗漏的二维轮廓点， 包括： 如果所述至少一个线段特征的数量为一个， 且所述线段特征的另一端点为所述目标二 维轮廓点的下一二维轮廓点， 确定所述目标二维轮廓点和所述下一二维轮廓点之 间不存在 遗漏的二维轮廓点； 如果所述至少一个线段特征的数量为一个， 且所述线段特征的另一端点不为所述目标 二维轮廓点的下一二 维轮廓点， 将所述另一端点作为所述目标二 维轮廓点和所述下一二 维 轮廓点之间遗漏的二维轮廓点；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114781073 B 2如果所述至少一个线段特征的数量为多个， 构建所述目标二维轮廓 点到所述目标二维 轮廓点的上一二维轮廓点的第一向量； 沿所述二维轮廓点环路的方向， 选取距离所述第一 向量最近的线段特征； 如果所述最近的线段特征的另一端点为所述目标二维轮廓点的下一 二维轮廓点， 确定所述目标二维轮廓点与所述下一二 维轮廓点之 间不存在遗漏的二 维轮廓 点； 如果所述最近的线段特征 的另一端点不为所述 目标二维轮廓点的下一二维轮廓点， 将 所述另一端点作为所述目标二维轮廓点与所述下一 二维轮廓点之间遗漏的二维轮廓点。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述将每个曲面的二维轮廓 点环路映射 回 三维空间， 得到每 个曲面的三维轮廓点环路， 包括： 根据任一曲面的二维轮廓 点环路的方向， 将每个二维轮廓 点在投影前对应的三维点特 征顺序连接， 得到所述曲面的三维轮廓点环路。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述三维轮廓点环路， 计算任一 目标曲面与相邻曲面在公共边上多个位置处的法向量， 包括： 确定任一目标曲面的多个相邻曲面， 其中每个相邻曲面与所述目标曲面存在一条公共 边； 根据任一公共边在所述目标曲面的三维轮廓 点环路中对应的第 三向量， 确定所述目标 曲面在所述公共边两端点处的法向量； 根据所述公共边在对应的相邻曲面的三维轮廓 点环路中对应的第四向量， 确定所述相 邻曲面在所述公共边两端点处的法向量。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述目标曲面与 所述相邻曲面在 所述多个位置处的法向量夹角， 确定是否清理所述公共边， 包括： 计算所述目标曲面与所述相邻曲面在所述公共边任一端点处的法向量夹角； 如果所述第 三向量和所述第四向量的方向相反， 且所述法向量夹角大于或等于90 °， 用 180°减去所述法向量夹角， 作为所述端点处最终的法向量夹角。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述目标曲面与 所述相邻曲面在 每个位置处的法向量夹角， 确定是否清理所述公共边， 包括： 在所述目标曲面与所述相邻曲面的公共边上选取多个位置； 如果所述目标曲面与 所述相邻曲面每个位置处 的法向量夹角均小于设定阈值， 确定清 理所述公共边； 如果所述目标曲面与所述相邻曲面在至少一个位置处的法向量夹角大于或等于设定 阈值， 确定保留所述公共边； 其中， 所述设定阈值 根据板壳结构的拔模角度设置 。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可由所 述处理器执行的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任 意一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储计算机指 令， 所述计算机指令用于使计算机执 行权利要求1至8任一所述方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114781073 B 3