实体间隙的自动修复方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及仿真，具体涉及一种实体间隙的自动修复方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在工程机械等大型装配体的结构仿真分析中，有限元模型的准确性直接影响校核结果的可靠性。由于产品零部件众多、设计公差与数模转换误差不可避免，导入有限元前处理软件后，相邻实体之间常存在微小的间隙、错位或非共面情况。为保证有限元计算的连续性，需要将这些分离的实体连接为拓扑连续的整体，以便后续进行网格划分和载荷传递。因此，如何高效、准确地自动修复实体间隙，是该技术领域中一项迫切的需求。

2、相关技术中，为完成上述实体连接，通常采用通用的cad建模命令或简单的脚本自动化手段。例如，通过固定方向的拉伸来填补间隙，或者依赖全局容差对邻近实体进行自动缝合。这类方法所采用的几何重构策略相对固定，在执行间隙修复时对间隙两侧几何面的相对位置关系缺乏自适应的区分能力。当间隙两侧的面为平行面时，固定方向的延伸尚可工作；但当面对非平行面、台阶缺口或复杂曲面等多样化的间隙形态时，单一的几何重构策略往往难以生成有效的过渡实体几何，容易导致实体变形、干涉或布尔运算失败。此外，相关技术在处理包含圆角、倒角的实体表面时，通常不加区分地对待所有表面，容易在非功能性装饰特征上产生意外延伸，进一步加剧了几何畸变的风险。

3、上述局限性使得在复杂装配体的有限元前处理中，依靠现有自动化工具难以稳定地修复大量形态各异的实体间隙。特别是对于包含大量异形件、斜撑及曲面配合的工程机械结构，由于无法根据间隙两侧几何面的实际相对位置关系自适应地生成过渡连接，经常出现无法自动形成有效过渡实体的情况，致使仍须依赖大量人工手动操作来完成实体连接，严重制约了仿真分析流程的自动化水平和效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种实体间隙的自动修复方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中，由于无法根据间隙两侧几何面的实际相对位置关系自适应地生成过渡连接，经常出现无法自动形成有效过渡实体的情况，致使仍须依赖大量人工手动操作来完成实体连接，严重制约了仿真分析流程的自动化水平和效率的技术问题。

2、本发明一方面提供了一种实体间隙的自动修复方法，所述方法包括：

3、获取三维模型中第一实体和第二实体之间间隙的几何数据；

4、基于所述几何数据，确定所述间隙两侧几何面的相对位置关系，其中，所述间隙两侧几何面包括源面和目标面；

5、根据所述相对位置关系，从预先定义的多种拓扑重构策略中选择目标拓扑重构策略；

6、通过执行所述目标拓扑重构策略，自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体。

7、在一个可能的实施例中，所述多种拓扑重构策略包括：法向偏移模式、边线桥接模式和点投影直纹模式中的至少一种。

8、在一个可能的实施例中，当所述目标拓扑重构策略为所述法向偏移模式时，所述自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体，包括：

9、计算所述源面在质心处的单位法向量与所述目标面的方向向量的点积；

10、若所述点积小于0，则自动翻转所述源面的法向，以校正偏移方向；

11、沿校正后的法向方向执行偏移操作，生成所述过渡实体。

12、在一个可能的实施例中，当所述目标拓扑重构策略为所述边线桥接模式时，所述自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体，包括：

13、基于待配对端点之间的欧氏距离和切向偏差角进行加权评分，并基于评分结果选择目标端点配对；

14、根据所选目标端点配对，执行桥接操作，生成连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体。

15、在一个可能的实施例中，所述基于所选目标端点配对，执行桥接操作，生成连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体，包括：

16、在对所选目标端点配对执行合并之前，对所选目标端点配对所关联的几何元素进行自相交冲突的预检查；

17、对于执行合并操作后仍存在自由边的几何区域，自动生成退化桥接边，以完成所述过渡实体的生成。

18、在一个可能的实施例中，当所述目标拓扑重构策略为所述点投影直纹模式时，所述自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体，包括：

19、将所述源面的边界采样点正交投影至所述目标面，获得投影点集；

20、对所述投影点集进行拟合修正，以消除因目标面局部几何畸变引起的投影点不规则抖动；

21、基于经拟合修正后的投影点对序列，构建构成所述过渡实体的直纹面。

22、在一个可能的实施例中，所述自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体之后，所述方法还包括：

23、将所述过渡实体与所述第一实体和所述第二实体进行布尔合并操作；

24、计算并比较所述布尔合并操作前后实体的体积；

25、若在所述布尔合并操作后新生成的某一实体的体积，与所述布尔合并操作前原实体体积的差异超过动态阈值，则将该新生成的实体判定为畸形碎体并自动删除。

26、在一个可能的实施例中，所述自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体之后，所述方法还包括：

27、扫描所述布尔合并操作后生成的新边线，根据所述新边线检测是否存在仅被单一几何面关联的边线；

28、若存在仅被单一几何面关联的边线，则将该边线标记为指示实体未闭合的自由边。

29、在一个可能的实施例中，所述几何数据包括面特征识别，在获取所述几何数据之后，所述方法还包括：

30、对所述第一实体和/或所述第二实体的表面进行面特征识别，将其中曲率半径小于预设阈值的面特征识别为非功能性装饰特征，并将所述非功能性装饰特征从候选几何数据中剔除，获得所述几何数据。

31、第二方面，本发明提供了一种实体间隙的自动修复装置，所述装置包括：

32、获取模块，用于获取三维模型中第一实体和第二实体之间间隙的几何数据；

33、确定模块，用于基于所述几何数据，确定所述间隙两侧几何面的相对位置关系，其中，所述间隙两侧几何面包括源面和目标面；

34、选择模块，用于根据所述相对位置关系，从预先定义的多种拓扑重构策略中选择目标拓扑重构策略；

35、生成模块，用于通过执行所述目标拓扑重构策略，自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体。

36、第三方面，本发明提供了一种电子设备，所述设备包括：存储器以及处理器；所述存储器用于存储相关的程序代码；所述处理器用于调用所述程序代码，执行上述第一方面任意一种实现方式所述的实体间隙的自动修复方法。

37、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面任意一种实现方式所述的实体间隙的自动修复方法。

38、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现上述第一方面任意一种实现方式所述的实体间隙的自动修复方法。

39、在本发明的上述实现方式中，通过获取三维模型中第一实体和第二实体之间间隙的几何数据；基于所述几何数据，确定所述间隙两侧几何面的相对位置关系，其中，所述间隙两侧几何面包括源面和目标面；根据所述相对位置关系，从预先定义的多种拓扑重构策略中选择目标拓扑重构策略；通过执行所述目标拓扑重构策略，自动生成用于连接所述第一实体和所述第二实体的过渡实体。通过分析间隙两侧几何面的相对位置关系，并从预先定义的多种拓扑重构策略中自适应选择目标策略，解决了因固化单一几何重构策略而无法有效处理非平行面、异形缺口或复杂曲面间隙的问题，从而将成功修复的对象从简单的平行间隙扩展到多样化的复杂间隙形态，提升了对复杂间隙形态的适应性和修复成功率。克服了相关技术中因缺乏动态决策机制而导致修复失败、必须依赖大量人工手动操作的局限，实现了修复流程的自动化与稳定性，减少了人工干预。