本發明涉及柴油機機體三維設計，尤其涉及一種驅動柴油機機體三維設計的五級骨架建立方法。
背景技術：
1、柴油機機體作為特種車輛用動力系統中的關鍵承力構件，其三維設計通常涉及總體布局、固定件接口、組件安裝、部件加工以及零件特征等多層級內容，現有技術中多采用基于經驗驅動的分階段建模方式完成機體三維參數化設計。設計人員通常先建立總體結構，再逐步細化接口、安裝、加工和局部特征，并通過多輪人工調整實現各級結構之間的協調。
2、但是，現有技術普遍存在設計順序依賴人工經驗、不同層級約束難以統一表達、局部修改易引發整體失配的問題，尤其在總體布局、接口匹配、安裝關聯、加工邊界和零件特征之間缺少統一的離散空間承載機制，導致約束傳遞不連續、沖突定位不準確、聯動修正效率低，難以滿足柴油機機體三維參數化設計過程中對五級骨架協同建立、局部沖突修正和整體設計結果穩定輸出的要求。
3、因此，如何提供一種驅動柴油機機體三維設計的五級骨架建立方法是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、本發明的一個目的在于提出一種驅動柴油機機體三維設計的五級骨架建立方法，本發明采用改進立方復形方法，實現柴油機機體五級骨架設計，具有聯動性強、效率高的優點。
2、根據本發明實施例的一種驅動柴油機機體三維設計的五級骨架建立方法，包括如下步驟：
3、獲取柴油機機體三維參數化設計任務數據并解析生成機體設計輸入集；
4、依據機體設計輸入集構建柴油機機體三維設計空間，并執行立方復形離散生成改進立方復形集合，分別寫入設計控制標記；
5、依據總體布局數據，將總體布局約束以主導場展開寫入方式寫入各立方復形生成總體布局約束分布結果；
6、依據固定件接口數據，將固定件接口約束以接口對位耦合寫入方式寫入相關立方復形生成固定件接口約束分布結果；
7、依據組件安裝數據，將組件安裝約束以安裝鏈式關聯寫入方式寫入相關立方復形生成組件安裝約束分布結果；
8、依據部件加工數據，將部件加工約束以邊界環閉寫入方式寫入相關立方復形生成部件加工約束分布結果；
9、依據零件特征數據，將零件特征約束以特征錨定位寫入方式寫入相關立方復形生成零件特征約束分布結果；
10、依據分布結果和設計控制標記，在相鄰立方復形之間執行跨層約束傳播、同層邊界收斂和沖突響應修正，生成五級骨架；
11、執行校核生成校核結果，定位沖突區域執行局部修正，并重新執行直至輸出柴油機機體三維參數化設計結果。
12、可選的，所述機體設計輸入集包括總體布局數據、固定件接口數據、組件安裝數據、部件加工數據和零件特征數據，所述解析包括對柴油機機體三維參數化設計任務數據執行設計對象解析、設計需求解析和約束關系解析。
13、可選的，所述改進立方復形集合的生成包括：
14、依據機體設計輸入集確定柴油機機體三維設計空間，生成待離散設計空間；
15、對待離散設計空間沿長度方向、寬度方向和高度方向執行立方復形離散，生成多個相互鄰接的立方復形，并將全部立方復形構成為改進立方復形集合；
16、依據改進立方復形集合中的各立方復形在柴油機機體三維設計空間中的空間位置關系，確定各立方復形對應的五級骨架，所述五級骨架包括總體骨架、固定件分系統骨架、機體組件骨架、機體部件骨架和機體零件骨架中的目標骨架層級，并向各立方復形寫入設計控制標記中的層級歸屬標記；
17、依據改進立方復形集合中的各立方復形在柴油機機體三維設計空間中的約束承載關系，向各立方復形寫入設計控制標記中的約束投影標記；
18、依據改進立方復形集合中的各立方復形在柴油機機體三維設計空間中的空間收斂關系，向各立方復形寫入設計控制標記中的收斂響應標記。
19、可選的，所述總體布局約束分布結果的生成包括：
20、依據總體布局數據提取柴油機機體三維設計空間中的中心軸向關系、缸列排布關系和外輪廓包絡關系，并依據中心軸向關系確定總體布局約束的主導展開方向；
21、依據主導展開方向，將改進立方復形集合中的各立方復形劃分為沿主導展開方向依次排列的起始立方復形、過渡立方復形和邊界立方復形；
22、將總體布局約束寫入起始立方復形，并依據缸列排布關系，將總體布局約束沿主導展開方向依次寫入與起始立方復形相鄰的過渡立方復形；
23、依據外輪廓包絡關系，將總體布局約束寫入邊界立方復形；
24、對寫入總體布局約束的起始立方復形、過渡立方復形和邊界立方復形執行中心軸向連續校核、缸列排布連續校核和外輪廓包絡連續校核，生成總體布局約束分布結果。
25、可選的，所述固定件接口約束分布結果的生成包括：
26、依據固定件接口數據提取機體與氣缸蓋連接區域中的連接對應關系、緊固對應關系和通水避讓對應關系，并依據連接對應關系確定固定件接口約束的對位寫入方向；
27、依據對位寫入方向，確定機體側立方復形和與機體側立方復形相鄰的蓋側立方復形，并構成為對位立方復形對；
28、依據連接對應關系，將固定件接口約束中的連接位置約束分別寫入各對位立方復形對中的機體側立方復形和蓋側立方復形；
29、依據緊固對應關系，將固定件接口約束中的緊固位置約束分別寫入各對位立方復形對中的機體側立方復形和蓋側立方復形；
30、依據通水避讓對應關系，將固定件接口約束中的通水避讓約束分別寫入各對位立方復形對中的機體側立方復形和蓋側立方復形；
31、對寫入連接位置約束、緊固位置約束和通水避讓約束的對位立方復形對執行對位耦合校核生成固定件接口約束分布結果。
32、可選的，所述組件安裝約束分布結果的生成包括：
33、依據組件安裝數據提取氣缸套安裝區域、主軸承座安裝區域、飛輪殼連接區域和安裝承接區域之間的安裝先后關系和位置依賴關系，并依據安裝先后關系確定組件安裝約束的寫入順序；
34、依據寫入順序，在改進立方復形集合中依次確定分別對應氣缸套安裝區域、主軸承座安裝區域、飛輪殼連接區域和安裝承接區域的氣缸套安裝立方復形、主軸承座安裝立方復形、飛輪殼連接立方復形和安裝承接立方復形；
35、將組件安裝約束中的氣缸套安裝約束寫入氣缸套安裝立方復形，將組件安裝約束中的主軸承座安裝約束寫入主軸承座安裝立方復形；
36、依據安裝先后關系，將組件安裝約束中的飛輪殼連接約束寫入飛輪殼連接立方復形，將組件安裝約束中的安裝承接約束寫入安裝承接立方復形；
37、對寫入氣缸套安裝約束、主軸承座安裝約束、飛輪殼連接約束和安裝承接約束的氣缸套安裝立方復形、主軸承座安裝立方復形、飛輪殼連接立方復形和安裝承接立方復形執行安裝順序校核和位置依賴校核生成組件安裝約束分布結果。
38、可選的，所述部件加工約束分布結果包括：
39、依據部件加工數據提取氣缸孔區域、主軸承座區域、通水區域和組合加工區域對應的邊界相鄰關系，并依據邊界相鄰關系確定部件加工約束的環閉寫入順序；
40、依據環閉寫入順序，在改進立方復形集合中依次確定分別對應氣缸孔區域、主軸承座區域、通水區域和組合加工區域的氣缸孔區域立方復形、主軸承座區域立方復形、通水區域立方復形和組合加工區域立方復形；
41、將部件加工約束中的氣缸孔加工約束寫入氣缸孔區域立方復形，將部件加工約束中的主軸承座加工約束寫入主軸承座區域立方復形；
42、將部件加工約束中的通水加工約束寫入通水區域立方復形，將部件加工約束中的組合加工約束寫入組合加工區域立方復形；
43、將氣缸孔加工約束、主軸承座加工約束、通水加工約束和組合加工約束按照環閉寫入順序在氣缸孔區域立方復形、主軸承座區域立方復形、通水區域立方復形和組合加工區域立方復形之間執行首尾閉合處理，生成部件加工約束環閉結果；
44、對部件加工約束環閉結果執行邊界連續校核和首尾閉合校核生成部件加工約束分布結果。
45、可選的，所述零件特征約束分布結果的生成包括：
46、依據零件特征數據提取氣缸孔特征區域、主軸承座特征區域、冷卻水套特征區域、潤滑通道特征區域和安裝連接特征區域中的目標位置，并按照各目標位置在柴油機機體三維設計空間中的分布順序確定零件特征約束的錨定位寫入順序；
47、依據錨定位寫入順序，在改進立方復形集合中依次確定分別對應氣缸孔特征區域、主軸承座特征區域、冷卻水套特征區域、潤滑通道特征區域和安裝連接特征區域的氣缸孔特征立方復形、主軸承座特征立方復形、冷卻水套特征立方復形、潤滑通道特征立方復形和安裝連接特征立方復形；
48、依據氣缸孔特征區域、主軸承座特征區域、冷卻水套特征區域、潤滑通道特征區域和安裝連接特征區域中的目標位置，將零件特征約束中對應的特征約束寫入對應特征立方復形；
49、對寫入氣缸孔特征約束、主軸承座特征約束、冷卻水套特征約束、潤滑通道特征約束和安裝連接特征約束的氣缸孔特征立方復形、主軸承座特征立方復形、冷卻水套特征立方復形、潤滑通道特征立方復形和安裝連接特征立方復形執行目標位置校核生成零件特征約束分布結果。
50、可選的，所述五級骨架的生成包括：
51、依據總體布局約束分布結果、固定件接口約束分布結果、組件安裝約束分布結果、部件加工約束分布結果和零件特征約束分布結果，并結合改進立方復形集合中的層級歸屬標記，確定相鄰立方復形之間的高層級立方復形和低層級立方復形；
52、依據高層級立方復形和低層級立方復形生成跨層約束傳播結果；
53、依據跨層約束傳播結果，并結合約束投影標記和收斂響應標記生成同層邊界收斂結果；
54、依據跨層約束傳播結果和同層邊界收斂結果，提取沖突響應對應的立方復形位置，并對立方復形位置對應的層級歸屬標記、約束投影標記和收斂響應標記執行同步調整，生成沖突響應修正結果；
55、依據跨層約束傳播結果、同層邊界收斂結果和沖突響應修正結果，執行總體骨架提取、固定件分系統骨架提取、機體組件骨架提取、機體部件骨架提取和機體零件骨架提取生成五級骨架。
56、可選的，所述柴油機機體三維參數化設計結果的生成包括：
57、依據五級骨架，執行接口一致性校核、裝配可達性校核、冷卻連通性校核、潤滑連通性校核和加工閉合性校核，生成校核結果；
58、依據校核結果中的校核失配信息，并結合改進立方復形集合中的沖突響應對應的立方復形位置，確定沖突區域；
59、依據沖突區域，對沖突區域對應的層級歸屬標記、約束投影標記和收斂響應標記執行局部修正，生成修正后的層級歸屬標記、修正后的約束投影標記和修正后的收斂響應標記；
60、依據修正后的層級歸屬標記、修正后的約束投影標記和修正后的收斂響應標記，對沖突區域中的相鄰立方復形重新執行跨層約束傳播、同層邊界收斂和沖突響應修正，生成修正結果；
61、依據修正結果重新執行接口一致性校核、裝配可達性校核、冷卻連通性校核、潤滑連通性校核和加工閉合性校核，直至校核結果中不存在校核失配信息，并輸出柴油機機體三維參數化設計結果。
62、本發明的有益效果是：
63、本發明通過在柴油機機體三維設計空間中引入改進立方復形集合，并在各立方復形中分別寫入層級歸屬標記、約束投影標記和收斂響應標記，使總體布局約束、固定件接口約束、組件安裝約束、部件加工約束和零件特征約束能夠在統一離散空間內進行表達、傳遞和修正。由此，柴油機機體三維參數化設計不再依賴設計人員按照經驗逐層試探式建模，而是能夠圍繞總體骨架、固定件分系統骨架、機體組件骨架、機體部件骨架和機體零件骨架建立統一的五級骨架驅動機制，使不同層級設計對象之間的約束關系具備明確的空間承載基礎和連續傳遞路徑，從而提高設計過程的有序性、一致性和可計算性。
64、本發明進一步通過主導場展開寫入方式、接口對位耦合寫入方式、安裝鏈式關聯寫入方式、邊界環閉寫入方式和特征錨定位寫入方式，將不同類型約束分別寫入改進立方復形集合，并結合跨層約束傳播、同層邊界收斂和沖突響應修正生成五級骨架，使總體布局、接口匹配、組件安裝、部件加工和零件特征不再孤立處理，而是在統一空間中協同收斂。與現有技術相比，本發明能夠更準確地定位校核失配位置，并通過對沖突區域中的層級歸屬標記、約束投影標記和收斂響應標記執行局部修正，實現局部沖突的快速回調和整體設計結果的穩定更新，避免傳統方法中一處修改引發大范圍返工的問題。由此，不僅能夠提升柴油機機體三維參數化設計的建模效率和聯動修正效率，還能夠提升五級骨架之間的對應性、接口協調性、結構連通性和加工閉合性，從而更有利于實現柴油機機體三維設計過程的規范化、穩定化和高效化。