(19)中华 人民共和国 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 202111462524.9 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 苏州同元 软控信息技 术有限公司 地址 215000 江苏省苏州市中国(江苏)自 由贸易试验区苏州片区若水路388号 E1701、 E1702、 E1703、 E1801、 E1803、 E1804室 (72)发明人 朱子恒　赵华龙　刘玉辉　梁德栋　 丁吉　鲍丙瑞　周凡利　陈立平　 (74)专利代理 机构 北京知果之信知识产权代理 有限公司 1 1541 代理人 高科 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于Modelica的曲面间接触模型的建模方 法、 装置 (57)摘要 本申请公开了一种基于Modelica的曲面间 接触模型的建模方法、 模型。 该方法包括基于预 设点面接触模 型、 预设点线接触模 型以及预设点 点接触模型， 经处理后得到接触曲面点矢量数 据， 其中所述接触模型至少包括两个刚体， 两个 所述刚体是接触与被接触关系； 根据所述接触曲 面点矢量数据判定在其中的接触区域； 根据获得 的所述接触区域， 生成所述预设点面接触模型、 所述预设点线接触模型以及所述预设点点接触 模型中对应的接触点、 接触面、 接触线段； 根据所 述接触点、 所述接触面以及所述接触线段计算出 接触力， 并通过建模得到预设曲面间接触模型， 其中所述为预设曲面间接触模型为曲面与 曲面 接触模型。 本申请解决了Modelica模型库在接触 领域不足的技 术问题。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 114117814 A 2022.03.01 CN 114117814 A 1.一种基于 Modelica的曲面间接触模型的建模方法， 其特 征在于， 包括： 基于预设点面接触模型、 预设点线接触模型以及预设点点接触模型， 经处理后得到接 触曲面点矢量数据， 所述点矢量数据均以刚体质心坐标系计算求得的点矢量， 其中所述接 触模型至少包括两个刚体， 两个所述刚体是接触与被接触关系； 根据所述接触曲面 点矢量数据判定在其中的接触区域； 根据获得的所述接触区域， 生成所述预设点面接触模型、 所述预设点线接触模型以及 所述预设点 点接触模型中对应的接触点、 接触面、 接触线段； 根据所述接触点、 所述接触面以及所述接触线段计算出接触力， 并通过建模得到预设 曲面间接触模型， 其中所述 为预设曲面间接触模型为曲面与曲面接触模型。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于预设点面接触模型、 预设点线接 触模型以及预设点 点接触模型， 经处 理后得到 接触曲面 点矢量数据， 包括： 确定接触曲面和被接触曲面对应的点矢量 集合； 将所述作被接触曲面进行三角面网格划分， 并且对每个所述三角面网格均由所述被接 触曲面中的点集合中的三个点进行表述， 其中， 每个所述三角面的边线均由三点中的两点 进行表述， 每 个所述三角面包括 面、 边线以及点的三种被接触元 素； 获取对应的所述接触曲面上的每个接触点与所述被接触曲面上的点集合最小距离对 应点， 提取包括所述对应点的所有三角面数据、 边线数据及点数据。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述接触点、 所述接触面以及所 述接触线段计算出接触力， 并通过建模得到预设曲面间接触模型， 包括： 获取所述接触曲面中的接触点在所述被接触曲面的接触区域内的与所述被接触元素 的相对位置 矢量和相对速度矢量； 根据所述预设点面接触模型、 所述预设点线接触模型、 所述预设点点接触模型计算出 所述接触曲面中的接触点与所述被接触元素接触时产生的接触力， 其中， 所述接触力至少 包括： 接触法向力、 接触摩擦力， 所述接触法向力包括与接触刚度相关的接触弹力以及与接 触阻尼相关的接触阻尼力。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述接触点、 所述接触面以及所 述接触线段计算出接触力， 并通过建模得到预设曲面间接触模型， 还 包括： 根据所述接触法向力和所述相对速度矢量， 计算出接触时产生的接触摩擦力； 分别将所有的所述接触曲面中的接触点与所述对应被接触元素产生的接触力合成到 所述接触曲面和所述被接触曲面对应的质心坐标系原点上。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述接触曲面点矢量数据判定在 其中的接触区域， 包括： 判断所述接触曲面中的接触点在 哪几个所述被接触曲面中的三角面法向区域内， 并根 据预设投影规则判断所述接触曲面中的多个接触点在所述边线上的投影点是在所述边线 上或者在所述 边线延长线上。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据获得的所述接触区域， 生成所述 预设点面接触模型、 所述预设点线接触模型以及所述预设点点接触模型中对应的接触点、 接触面、 接触线段， 包括： 将所述接触曲面中的接触点与所述接触曲面投影所在的所述三角面分别作为所述点权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114117814 A 2面接触模型中的接触点以及接触面； 将所述接触曲面中的接触点与所述接触曲面投影所在的所述边线分别作为点线接触 模型中的接触点以及接触线段； 将所述接触曲面中的接触点与所述接触曲面投影所在的所述三角面对应的点分别作 为点点接触模型中的接触点。 7.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述接触点、 所述接触面以及所 述接触线段计算出接触力， 并通过建模得到预设曲面间接触模型， 还 包括： 在所述接触曲面的质心坐标系原点上的力矩是通过所述接触曲面上的各个点相对质 心的位置 矢量与各个点受到的接触力的叉乘计算得到的； 和/或， 在所述被接触曲面的质心坐标系原点上的力矩由所述接触曲面上的各点到被 接触曲面的质心坐标系的位置矢量与所述接触曲面各点受到的接触力的反作用力的叉乘 计算得到的； 在所述接触模型中的接触法向力以及接触摩擦力， 分别采用罚函数算法和库伦摩擦力 算法计算得到的， 其中所述接触摩擦力计算方法用于根据两接触曲面的相对滑移速度不 同， 以使摩擦系数在动摩擦和静摩擦之间相互切换。 8.一种基于 Modelica的曲面间接触模型的建模 模型， 其特 征在于， 包括： 矢量数据处理模块， 用于基于预设点面接触模型、 预设点线接触模型以及预设点点接 触模型， 经处 理后得到 接触曲面 点矢量数据； 区域判定模块， 用于根据所述接触曲面 点矢量数据判定在其中的接触区域； 基础接触模型引用模块， 用于根据获得的所述接触区域， 生成所述预设点面接触模型、 所述预设点线接触模型以及所述预设点 点接触模型中对应的接触点、 接触面、 接触线段； 接触力合成模块， 用于根据 所述接触点、 所述接触面以及所述接触线段计算出接触力， 并通过建模得到预设曲面间接触模型。 9.一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中存储有计算机 程序， 其中， 所述计算机程序被设置为 运行时执 行所述权利要求1至7任一项所述的方法。 10.一种电子装置， 包括存储器和 处理器， 其特征在于， 所述存储器中存储有计算机程 序， 所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至7任一项所述的方 法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114117814 A 3