(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 202210595492.8 (22)申请日 2022.05.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114692343 A (43)申请公布日 2022.07.01 (73)专利权人 广东海洋大学 地址 524088 广东省湛江市麻章区海大路1 号 (72)发明人 韩卫国　苏颜丽　 (74)专利代理 机构 广州专理知识产权代理事务 所(普通合伙) 44493 专利代理师 邓易偲 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01)G06T 17/20(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 US 20173 64608 A1,2017.12.21 US 2022112806 A1,202 2.04.14 CN 110008636 A,2019.07.12 US 2017372480 A1,2017.12.28 审查员 李艳丽 (54)发明名称 一种电压力锅的计算机辅助设计方法及系 统 (57)摘要 本发明属于计算机辅助设计领域、 应力分析 领域， 提供了一种电压力锅的计算机辅助设计方 法及系统， 获取电压力锅的计算机辅助设计模型 并获取计算机辅助设计模型中的描点数据， 对描 点数据进行结构线搜索得到若干条搜索结构线， 根据计算机辅助设计模型的在各个描点数据的 位置上对应的应力值计算得到各条搜索结构线 的结构重合值， 计算重合值阈值筛选出结构重合 值超过重合值阈值的搜索结构线作为待强化结 构线， 将待强化结构线在电压力锅上对应的位置 作为待加固部位， 输出待加固部位， 实现了快速 定位排查出电压力锅的计算机辅助设计模型中 存在爆裂风险的部位的有益效果。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114692343 B 2022.09.02 CN 114692343 B 1.一种电压力锅的计算机 辅助设计方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： S100, 获取电压力锅的计算机 辅助设计模型； S200， 获取计算机 辅助设计模型中的描点数据； S300， 对描点数据进行 结构线搜索， 得到若干条搜索结构线； S400， 获取计算机辅助设计模型的在各个描点数据的位置上对应的应力值， 计算得到 各条搜索结构线的结构重合 值； S500， 根据各条搜索结构线 的结构重合值计算得到重合值阈值， 筛选出结构重合值超 过重合值阈值的搜索结构线作为待强化结构线； S600， 将待强化结构线在电压力锅上对应的位置作为待加固部位， 将待加固部位输出； 其中， 在S100中,  获取电压力锅的计算机辅助设计模型的方法为： 通过三维扫描仪获 取电压力锅的三 维模型作为计算机辅助设计模 型， 或者用OpenGL解析读取通过3D建模 软件 设计的电压力锅的三维模型文件由此 得到电压力锅的计算机 辅助设计模型； 在S200中， 获取计算机辅助设计模型中的描点数据的方法为： 把电压力锅的计算机辅 助设计模型转化为点云数据， 得到的点云数据中的各个点即为计算机辅助设计模型中的各 个描点数据， 对点云数据建立三维坐标系， 其中每个描点数据有其相对应的三 维坐标数值， 三维坐标数值为由一个描点数据在三维坐标系下 的X轴坐标的数值、 Y轴坐标的数值和Z轴 坐标的数值所组成的三维数组； 在S300中， 对描点数据进行 结构线搜索， 得到若干条搜索结构线的方法为： S301， 将计算机辅助设计模型中的所有描点数据的集合作为描点集合， 描点集合记作 Mpset， 描点集合中元素的数量为n， 描点集合中元素的序号为i， i∈[1,n]， Mpset中序号为i 的元素记为Mp(i)； S302， 定义结构线为计算机辅助设计模型中的任意二个不同的描点数据所连接的直 线； 设置互异性 集合Lset， Lset中的元 素类型为结构线， Lset的初始值 为空； S303， 对描点数据进行 结构线搜索， 其过程具体如S3 03‑1至S303‑6所示： S303‑1， 分别对Mpset中的每一个描点数据Mp(i)， 获取该描点数据Mp(i)与Mpset中除 Mp(i)以外的n ‑1个描点数据各自连接的n ‑1条结构线； S303‑2， 将各条结构线加入到Lset中， 去除Lset的重复元 素； S303‑3， 获取Lset中元素的数量为m， 记Lset中元素 的序号为j， j∈[1,m]， Lset中序号 为j的元素即为结构线L(j)； S303‑4， 在Lset中， 分别对各个L(j)进行微分求取L(j)所在直线在三维坐标系下对各 轴坐标的偏导数， 记L(j)对X轴坐标的偏导数为f(j,0)， 记L(j)对Y轴坐标的偏导数为f(j, 1)， 记L(j)对 Z轴坐标的偏导数为f(j, ‑1)； S303‑5， 定义结构线的消减信号为表示一条结构线在随着坐标轴数值变化而产生波动 的数值， 记结构线L(j)的消减信号为pr(j)， 结构线L(j)的消减信号的计算公式为pr(j)= sin(f(j,0))+cos(f(j,1))+sin(f(j, ‑1))*cos(f(j, ‑1))， 由此计算得到Lset中每一条结 构线的消减信号； S303‑6， 对Lset中每一条结构线进行条件判断， 即判断各条结构线L(j)是否满足其对 应的消减信号pr(j)>1/ π， 并将Lset中满足上述条件判断的结构线筛 选出来组成集 合Pset； S304， Pset中元素的数量记为k， Pset中元素的序号记为 q， q∈[1,k]， Pset中序号为 q的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114692343 B 2元素即为搜索结构线P(q)； Pset中包 含的结构线即为搜索结构线， 由此 得到搜索结构线。 2.根据权利要求1所述的一种电压力锅的计算机辅助设计方法， 其特征在于， 在S300 中， 对描点数据进 行结构线搜索， 得到若干条搜索结构线的方法或者为： 通过有限元分析软 件对计算机辅助设计模型进行分析， 获取计算机辅助设计模型的应力 分布云图， 对应力 分 布云图进行边缘检测获取边缘线， 通过Harris角点检测算法获取边缘线的各个角点， 将各 个角点分别与描点数据两 两连接得到若干条直线， 将这些直线作为搜索结构线。 3.根据权利要求1所述的一种电压力锅的计算机辅助设计方法， 其特征在于， 在S400 中， 获取计算机辅助设计模型 的在各个描点数据的位置上对应的应力值， 计算得到各条搜 索结构线的结构重合 值的方法为： 通过有限元分析软件对计算机辅助设计模型进行应力分析， 获取计算机辅助设计模型 的在各个描点数据的位置上对应的应力值， 令描点数据Mp(i )处对应的应力值作为stre (i)， 进而计算得到各个描点数据的位置上对应的应力离散度， 记Mp(i)处对应的应力离散 度为fus(i)， 描点数据Mp(i)处对应的应力离 散度的计算公式为： ， 由此计算得到各个描点数据的位置上对应的应力离散度； 其中， exp()表 示以自然常数 e为底的指数函数； 进而， 根据各个描点数据处对应的应力离散度， 计算得到各条搜索结构线的结构重合 值， 具体为： 对Pset中的各条搜索结构线P(q)， 分别获取落在P(q)所在直线上的各个描点数据， 记 落在P(q)所在直线上的描点数据的数量为np(q)， 记落在P(q)所在直线上的描点数据中的 各个描点数据的序号为ip(q)， ip(q)∈[1,np(q)]， 记落在P(q)所在直线上的描点数据中的 序号为ip(q)的描点数据为Pip(q)， 获取描点数据Pip(q)的位置上对应的应力离散度并将 其数值保存作为fus(ip(q))， 搜索结构线P(q)的结构重合值记为Sil(q)， 搜索结构线P(q) 的结构重合 值的计算公式为： ， 其中， d为 微分中所用符号， 即d为 微分算子； 由此得到各条搜索结构线的结构重合 值。 4.根据权利要求1所述的一种电压力锅的计算机辅助设计方法， 其特征在于， 在S500 中， 根据各条搜索结构线的结构重合值计算得到重合值阈值， 筛选出结构重合值超过重合 值阈值的搜索结构线作为待强化结构线的方法为： 其中， 所述重合值阈值为各条搜索结构线的结构重合值的算术平均值， 从各条搜索结 构线中筛 选出结构重合 值超过重合 值阈值的搜索结构线作为待强化结构线。 5.根据权利要求1所述的一种电压力锅的计算机辅助设计方法， 其特征在于， 在S600 中， 所述待强化结构线在电压力锅上对应的位置表示落在待强化结构线 所在直线 上的描点 数据在电压力锅的计算机 辅助设计模型 上对应的点的位置 。 6.一种电压力锅的计算机辅助设计系统， 其特征在于， 所述一种电压力锅的计算机辅权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114692343 B 3