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专利号: 2023113806763
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于特征驱动的三维装配模型变更传播影响评估方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,建立三维装配模型的特征装配关系网络;

所述步骤1的具体过程如下:

步骤1.1,采用如下公式(1)建立三维装配模型的零件关系网络Nassem:part

Nassem={P,E,PS,PES,W }    (1);

其中,P为装配零件节点集合,E为装配零件节点之间边连接关系集合,PS为装配零件节part点属性集合,PES为零件节点连接边属性集合,W 为零件节点间关联度集合;

步骤1.2,采用如下公式(2)建立三维零件模型的特征关系网络Npart:featrue

Npart={F,E,FS,FES,W }    (2);

其中,F为设计特征集合,E为设计特征间的关联关系集合,FS为设计特征属性集合,FESfeature为设计特征连接边的属性集合,W 为设计特征节点间关联度集合;

步骤1.3,采用如下公式(3)建立三维装配模型的特征装配关系网络Nfeature:pf

Nfeature={PF,PFE,PFS,PFES,W }    (3);

其中,PF为三维装配模型中所有零件的设计/装配特征集合,PFE为设计/装配特征之间连接关联关系集合,PFS为设计/装配特征的属性信息,PFES为设计/装配特征之间连接的属pf性信息,W 为设计/装配特征之间连接的关联度;

步骤2,基于步骤1中的零件关系网络进行零件变更影响评估;

所述步骤2的具体过程如下:

步骤2.1,以零件关系网络Nassem为基础,进行零件的装配拓扑结构特性分析;

所述步骤2.1的具体过程为:

步骤2.1.1,采用如下公式(1)计算零件的度数DC(i):其中,aij为零件节点i和零件j之间的面接触连接关系,若零件i和零件j存在面接触,则aij=1;否则,aij=0,n为零件的个数;

步骤2.1.2,采用如下公式(2)计算零件的紧密度CC(i):其中,dsij为零件节点i和零件j之间的最短距离;

步骤2.1.3,采用如下公式(3)计算零件的介数BC(i),如公式(3)所示:i

其中,σst为零件节点s到零件节点t间的最短距离数量,nst为零件节点s到零件节点t之间最短路径中经过零件节点i的数量;

步骤2.1.4,采用如下公式(4)计算零件的特征向量中心性EC(i):其中,λ为邻接矩阵A的最大特征值,x为邻接矩阵A最大特征值所对应的特征向量,且xΤ=(x1,x2,···,xn) ;

步骤2.2,基于熵值法进行零件装配拓扑结构重要度评估;

所述步骤2.2的具体过程为:

步骤2.2.1,假设n为装配零件数量,m为拓扑中心性指标,原始数据矩阵X如公式(5)所示:其中,xij表示第i个零件节点的第j个拓扑中心性指标;满足0≤i≤n,0≤j≤m,且m=4;

步骤2.2.2,将各个指标进行标准化处理,如公式(6)所示:其中,zij表示标准化后第i个零件节点的第j个拓扑中心性指标数值;

步骤2.2.3,计算第j个拓扑中心性指标下零件节点i的指标值所占比重yij,如公式(7)所示:步骤2.2.4,计算第j个拓扑中心性指标的熵值ej,如公式(8)所示:其中,k为常数,与零件数量n有关,且满足k=1/ln(n);

步骤2.2.5,计算第j个拓扑中心性指标的信息效用值dj,如公式(9)所示:dj=1‑ej    (9);

步骤2.2.6,计算第j个拓扑中心性指的权重wj,如公式(10)所示:步骤2.2.7,计算零件节点i的装配拓扑结构重要度Si,如公式(11)所示:步骤3,基于步骤1中的特征装配关系网络进行特征变更传播影响评估。

2.根据权利要求1所述的基于特征驱动的三维装配模型变更传播影响评估方法,其特征在于:所述步骤3的具体过程如下:步骤3.1,进行特征变更传播路径分析;

步骤3.2,将每个特征节点变更所产生的影响采用特征节点i变更传播指数来衡量Ci,如公式(12)所示:其中,dout(i)为特征节点i的出度,din(i)为特征节点i的入度,ci取值在(‑1,0)范围内,表示多个特征节点变更引发该节点变更;ci取值为‑1,表示传播至该节点收敛或终止;ci取值在[0,1)范围内,表示该变更节点引发多个节点变更,发散变更节点;ci取值为1,表示为初始变更节点;

步骤3.3,基于SI模型建立特征装配关系网络的特征节点变更传播动力数学模型。

3.根据权利要求2所述的基于特征驱动的三维装配模型变更传播影响评估方法,其特征在于:所述步骤3.1的具体过程为:步骤3.1.1,对于邻接特征节点i、j特征节点i变更传播至邻接特征节点j的概率pij,如公式(13)所示:其中,wij为特征节点i,j之间边的权重,N(i)为特征节点i的邻接节点集合;

步骤3.1.2,特征节点i串行传播至特征节点j的传播概率pij,如公式(14)所示:其中,k为变更传播步长;

步骤3.1.3,特征节点i并行传播至特征节点j的传播概率pij,如公式(15)所示:

4.根据权利要求3所述的基于特征驱动的三维装配模型变更传播影响评估方法,其特征在于:所述步骤3.3的具体过程为:步骤3.3.1,假设三维装配模型的特征装配关系网络Nfeature中特征节点数量为N,初始变更节点所占的比例为i0,第k变更传播步时该网络中节点数量关系满足公式(16):N=S(k)+I(k)    (16);

其中,S(k)为第k变更步长时,特征装配关系网络中正常状态节点总数,I(k)为第k变更步长时,特征装配关系网络中已变更状态节点总数;

步骤3.3.2,利用微分方程,各变更步长的演化过程满足公式(17):变更传播过程中变更节点所占比例i(k)和正常节点所占比例s(k)在变更传播过程中是动态变化的,且满足i(t)+s(t)=1,第k变更步时变更节点比例i(k),如公式(18)所示:其中,i0为当变更步长k=0时,即初始变更节点比例;β为特征变更传播速率,选取特征装配关系网络的加权平均度作为变更传播速率。