【HyperMesh寶典】之幾何修復(fù)、清理和簡(jiǎn)化
幾何的格式轉(zhuǎn)換
HyperMesh 中的各種幾何功能都是假設(shè)用戶只在 HyperMesh 環(huán)境下使用該幾何,通常也就是用于劃分網(wǎng)格,如果把 HyperMesh幾何清理得到的曲面導(dǎo)出給其它 CAD 或者 CAE 軟件使用,很多處理效果會(huì)丟失。
幾何的很多問(wèn)題都是在格式轉(zhuǎn)換的過(guò)程中產(chǎn)生的,因此,如有可能應(yīng)該盡可能使用 CATIA、UG 等原始 CAD 格式,這些原始格式讀入 HyperMesh 得到的幾何通常是可以做到零缺陷的。目前常見的 CAD 軟件的原生格式 HyperMesh 都可以直接讀取,但是讀取 CATIA 格式需要特別的 license 授權(quán),讀取UG格式需要在本機(jī)安裝相應(yīng)版本的 UG 軟件并設(shè)置好相應(yīng)的環(huán)境變量,具體方法可以查閱 HyperMesh 的軟件幫助。中性格式推薦使用 step 或者 parasolid,盡量少用 iges。
因?yàn)?HyperMesh 和通用 CAD 軟件的目標(biāo)不同,所以在進(jìn)行幾何處理時(shí)的側(cè)重點(diǎn)也不同。CAD 軟件的曲面是面向設(shè)計(jì)和制造的,注重特征的精度,參數(shù)化,尺寸等方面,而 HyperMesh 中的曲面是面向網(wǎng)格劃分的,注重拓?fù)溥B接關(guān)系。
HyperMesh 中的幾何曲面的定義
根據(jù)操作的目的不同我們?nèi)藶榈貙?HyperMesh 的幾何操作可以分為修復(fù)、清理和簡(jiǎn)化三類 ,這期我們就來(lái)為大家一下介紹這三類~
第一部分:幾何修復(fù)
幾何修復(fù)的定義
幾何修復(fù):就是把損壞的幾何修理好,讓曲面恢復(fù)到 CAD 軟件中的樣子。
在 HyperMesh 中我們需要特別注意曲面之間的拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系錯(cuò)誤可能是因?yàn)?CAD 軟件創(chuàng)建的時(shí)候就包含了錯(cuò)誤(比如重復(fù)曲面),也可能是在 CAD 模型在導(dǎo)入過(guò)程(需要轉(zhuǎn)化為 HyperMesh 內(nèi)部的幾何格式)發(fā)生了錯(cuò)誤。一旦拓?fù)潢P(guān)系發(fā)生錯(cuò)誤我們就需要進(jìn)行幾何拓?fù)潢P(guān)系修復(fù)的操作。
幾何的拓?fù)溥B接關(guān)系的錯(cuò)誤
幾何的拓?fù)溥B接關(guān)系可能會(huì)發(fā)生多少種錯(cuò)誤呢?答案是只有3種。
1、 相鄰面沒有連接
2、 曲面的重復(fù)
3、 曲面的缺失
如下圖所示:
相應(yīng)的處理方法如下圖所示:
重復(fù)曲面
重復(fù)曲面可以從特征線的顏色判斷(面的周邊會(huì)有很多T型連接邊),HyperMesh 的 defeature 面板也有專門的工具進(jìn)行搜索。所以,重復(fù)面不會(huì)給我們帶來(lái)太多麻煩。
缺失曲面
缺失曲面有兩種處理方法:
1、如果缺失曲面較大,需要直接使用 surfaces 面板創(chuàng)建一個(gè)曲面
2、如果確實(shí)曲面很小,可以使用 toggle 或者 edge edit 里面的 replace 功能
連接關(guān)系錯(cuò)誤
1、 如果有大量這類問(wèn)題(通常是格式轉(zhuǎn)換造成的)可以先使用 edge edit 里面的 equivalence 功能批量處理,由于這時(shí)我們無(wú)法詳細(xì)了解問(wèn)題所在位置,需要將容差設(shè)置為單元尺寸的1%以下。
2、 對(duì)于剩下的少數(shù)間隙較大的位置,可以將容差增加到單元尺寸的10%~20%,使用 toggle 進(jìn)行逐個(gè)處理。注意 toggle 會(huì)保留鼠標(biāo)點(diǎn)擊的那條邊。
3、 對(duì)于更大的間隙,我們會(huì)選中 replace 進(jìn)行手工調(diào)整,這時(shí)我們可以把容差調(diào)整到和單元邊長(zhǎng)一個(gè)數(shù)量級(jí),但是要時(shí)刻注意是否造成了曲面的破壞。
案例分享
要快速準(zhǔn)確地進(jìn)行曲面修復(fù),關(guān)鍵在于理解問(wèn)題產(chǎn)生的原因。
比如下圖中的這個(gè)問(wèn)題,很多初學(xué)者會(huì)直接使用 toggle 進(jìn)行處理:
結(jié)果如下(變成了藍(lán)色的壓縮邊):
正確的處理方法是使用 edge edit 中的 replace 功能,結(jié)果如下:
這里實(shí)際上是需要進(jìn)行交切,然后刪除多余的小面,toggle 不能處理T型連接的問(wèn)題。
第二部分:幾何清理
幾何清理的定義
幾何清理:就是把“臟”的幾何清理 “干凈”,主要的目標(biāo)是使幾何變得規(guī)則,容易劃分網(wǎng)格。具體而言幾何清理就是通過(guò)對(duì)曲面和邊進(jìn)行分割和合并,把不規(guī)則的面變成較小的規(guī)則的面。
幾何清理有5種操作:
操作1:共享邊→壓縮邊,相當(dāng)于合并兩個(gè)相鄰曲面
操作2:切割曲面
操作3:添加硬點(diǎn),相當(dāng)于分割邊
操作4:刪除硬點(diǎn),是添加硬點(diǎn)的反操作
操作5:替換硬點(diǎn)
HyperMesh 的網(wǎng)格劃分算法可以分為映射和自由兩類,映射只對(duì)三角形、四邊形、五邊形和圓形4種形狀有用,其它形狀都使用自由網(wǎng)格劃分算法。4種映射算法對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格排列方式如下:
實(shí)際上,大家很容易看出來(lái),真正的可映射形狀只有四邊形一種,其它幾種只不過(guò)是HyperMesh后臺(tái)自動(dòng)分割成了四邊形而已,分割的情況如下:
實(shí)例
實(shí)際的曲面千變?nèi)f化,但是我們總是可以分割成較為簡(jiǎn)單的形狀的組合,比如下面這個(gè)形狀:
可以分解為兩個(gè)更簡(jiǎn)單的曲面:
這樣一來(lái)左右兩部分都變成了可以映射的形狀:
圓環(huán)面
我們可以處理成兩個(gè)環(huán)形的四邊形:
網(wǎng)格如下:
帶圓孔的不規(guī)則曲面
第三部分:幾何簡(jiǎn)化
幾何簡(jiǎn)化定義
幾何簡(jiǎn)化:就是把復(fù)雜的特征變成簡(jiǎn)單的特征,一般是把劃分網(wǎng)格不需要的小特征刪掉。
具體而言又可以分為去除曲面圓角、去除曲線圓角、去除 logo
去除曲面圓角
這是最常見,但也是最難處理的,因?yàn)楹芏鄨A角無(wú)法自動(dòng)去掉。
簡(jiǎn)單的情況可以使用 defeature 面板直接刪除。
下圖中可以選中曲面后輸入半徑進(jìn)行搜索:
也可以直接點(diǎn)擊 find 跳過(guò)搜索,然后手工選中要去除的圓角。
復(fù)雜的情況需要使用曲面編輯工具進(jìn)行處理。具體做法是先刪除圓角曲面,然后通過(guò) extend 延伸連接相鄰曲面。注意要先對(duì)被延伸曲面的邊界進(jìn)行平整以免延伸失敗。
去除曲線圓角
去除曲線圓角:也可以用于去除倒角,一般只會(huì)用于去除半徑很小的圓角。
可以使用 defeature 面板直接刪除,該功能在 F11 中也可以使用。
去除Logo
BatchMesher 可以自動(dòng)按照參數(shù)進(jìn)行 logo remove 的操作。
如果希望手工進(jìn)行操作,步驟如下:
Step1:導(dǎo)入幾何
Step2:刪除 solid,只保留 surfaces
Step3:刪除 logo 曲面
Step4:使用 untrim/surfaces 封閉周圍曲面
來(lái)源:Altair仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
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