自由邊
關注創建者：力學星空 創建時間：2019-11-18
自由邊的視頻教程
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自由邊的實例教程
本次采用車身的部分零件進行程序講解如下圖：
1、運行程序如圖
2、程序運行情況如下：
程序將自動遍尋每個零件，每個零件的自由邊將自動顯示，左下角將顯示所有零件數量以及當前檢查的是第幾個零件以及相應的零件名
3、如果發現零件存在自由邊，程序最終將統計并顯示零件
4、利用shift+f3手動修復自由邊即可。
薄壁零件在前期完成實體化和特征清除之后抽取中面，劃分網格之后邊界還顯示自由邊，這樣對么，如圖所示，求指教
圖3 通過血常規檢查單通?？梢赃M行初步的判斷
二、自由邊工具
如果一個面（Face）的任意一條邊是自由（Free）的，沒有與其他的面相連接，那么FM就會將其標記為Free Face，可以在Display面板中查看，包含自由邊的面網格默認是淺藍色的。
圖4 自由邊顯示方法，可以看到該模型中存在大量自由邊
絕大多數的自由邊是不應該存在的，因為這是計算區域不水密的表現。當然，如果計算域中存在無厚度壁面，則在該位置的自由邊是允許存在的，而且很多情況下必須存在。當然，這些自由邊實際上并不影響體網格的劃分。
對于任意的水密封閉表面而言，自由邊出現的原因是由于幾何在數據傳遞中容差不同所導致的。Fluent Meshing可以快速定位自由邊存在的位置，并能夠根據多個自由邊相連的位置關系進行分批次的顯示，方便我們集中處理一類有共同特點的自由邊。當多個位置同時存在自由邊時，FM還可以根據其相互的位置關系進行標記（Mark），并針對該組標記的表面網格（一個或多個Face）進行處理。
圖5 自由邊的診斷面板
自動處理自由邊的方法主要有三個，分別是Merge nodes、Stich和Delete。
圖6 自動處理自由邊的三種方法
首先介紹一下Merge nodes，這是最為常用、且最可靠的方法，通常都是必須首先使用的技術。通過該方法，可以快速的將節點位置比較接近的自由邊閉合成封閉的邊，而且該方法的最大優勢是不會改變結構的形狀。
圖7 通過Merge nodes技術可以快速實現縫隙去除
其次就是Stich，該工具主要用于Merge nodes無法解決的問題。
展開 若節點區間少于合并允許公差，此功能可合并自由邊的節點。若系統沒有產生異常結果，您可以隨意增加合并允許公差。在此范例中，若將合并允許公差設為 0.05 可移除所有不合理的自由邊。
請注意，即使節點之間的距離少于合并允許公差，您可能會發現無法合并部份節點。這是因為 [Merge Nodes on Free Edges] 僅合并自由邊的節點。您也可以嘗試用 [Optional Merge Shell Mesh Nodes] 來合并自由邊上非必要的節點。
3.如果兩個網格之間還有自由邊，請選取網格并單擊 [開啟點] (Points On) (快捷鍵：F10)。拖曳節點以符合相對應的節點，以便手動修復自由邊。點擊 [Esc] 鍵結束控制點模式。
請注意，Moldex3D Mesh 還有許多其他功能可以用來修復自由邊，例如 [Stitch Meshes] 。請參閱 Moldex3D 前處理工具 以取得詳細信息。
4.單擊 [Check Free Edges] 以便再次檢查網格的自由邊。請重復步驟 1 至 3 直到修復所有不合理的自由邊。
清除所有不合理的自由邊后，其余的自由邊僅出現在網格模型的邊界上。
修補網格孔洞
1.選取所有肋條與浮柱網格，單擊 [隱藏對象] (Hide objects) ，在可見面板上隱藏對象。
2.選取所有其余的網格，單擊 [Check Free Edges]。您會發現一些自由邊形成的封閉曲線圍繞著開口。
3.選取其中一個封閉曲線，單擊 [Mesh Hole (Mesh from One Closed Polyline)]，來修補開口。
重復此步驟直到修補完每一個開口。
4.將已修補的網格移至 MeshLayer。(顏色會從灰色轉為紫色。)
展開 系統會自動顯示表面網格的所有自由邊，所以會建立兩個新圖層：MeshLayer與MeshFreeEdge。表面網格位于MeshLayer，而自由邊則位于 MeshFreeEdge。
2.雙擊 MeshLayer 將工作圖層從「Default」切換至 MeshLayer。
3.單擊「圖層管理員」中「Default」圖層旁邊的燈泡圖示，隱藏齒輪幾何。現在圖形窗口僅顯示表面網格物件。
檢查與修復自由邊
1.選取整個 3D 表面網格并單擊 [Check Free Edges]，以檢查網格的自由邊。所有紅色線條代表現有的自由邊。您可以從下圖看到這些自由邊。
2.選取全部的表面網格，并單擊 [Merge Nodes on Free Edges] 。
在快顯對話框中，您可以設定合并允許公差。輸入合理的值，并單擊 [OK]。若節點區間少于合并允許公差，此功能可合并這些節點。若系統沒有產生異常結果，您可以隨意增加合并允許公差。在此范例中，若將合并允許公差設為 0.01 可移除所有不合理的自由邊。
3.如果兩個網格之間還有自由邊，請選取網格并單擊 [開啟點] (Points On) (快捷鍵：F10)。拖曳節點以符合相對應的節點，以便手動修復自由邊。點擊 [Esc] 鍵結束控制點模式。
請注意，Moldex3D Mesh 還有許多其他功能可以用來修復自由邊，例如 [Stitch Meshes] 。 請參閱 Moldex3D 前處理工具以取得詳細信息。
4.單擊 [Check Free Edges] 以便再次檢查網格的自由邊。請重復步驟 1 至 3 直到清除所有不合理的自由邊。
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李工使用幾何檢查工具進行缺陷掃描：
操作步驟：
右鍵點擊模型樹根節點，選擇“幾何檢查”
在檢查對話框中勾選“自由邊”、“重疊面”、“微小面”
點擊“執行”
檢查結果：
發現12處自由邊（主要位于防撞梁與內板搭接區域）
3處重疊面（外板翻邊處）
8處微小面（特征過渡區域）
圖五 自動復制/貼上功能
圖六 執行自動復制/貼上一致之表面網格
Step5.修復表面網格缺陷
執行自動復制/貼上網格時，有時邊界處會因微小誤差而導致自由邊與懸空網格，需進行手動修復， 如圖七，修復步驟如下：
1. 執行合并點，選取所有表面網格，取消勾選僅合并存在于自由邊上的網格點后按下確定，完成后可看到多數的自由邊已修復。
2.
圖五 自動復制/貼上功能
圖六 執行自動復制/貼上一致之表面網格
Step5.修復表面網格缺陷
執行自動復制/貼上網格時，有時邊界處會因微小誤差而導致自由邊與懸空網格，需進行手動修復， 如圖七，修復步驟如下：
1. 執行合并點，選取所有表面網格，取消勾選僅合并存在于自由邊上的網格點后按下確定，完成后可看到多數的自由邊已修復。
2.
導入操作要點：將 SolidWorks 導出的.step 文件導入 Abaqus 時，需勾選 “修復導入的幾何” 選項，自動修復微小縫隙或重疊面；導入后通過 “幾何檢查” 工具確認無 “自由邊、非流形邊”，確保后續網格劃分順利。
圖1 幾何模型
通過Merge Edges功能將相鄰曲面邊界的容差設置為0.01mm，消除拓撲結構中的自由邊，這一過程需特別注意機翼前緣曲率突變區域（曲率半徑小于3mm）的幾何特征保留。
完成幾何修復后，進入計算域定義階段。采用Enclosure功能構建長方體外流場域，其邊界距離無人機表面需保持一定長度以消除邊界效應。對于包含發動機進氣道的內流場，需封閉進排氣口形成獨立流體域。
? 5、基于FE Geometry修復缺失面
將網格顯示模式切換為Topology后，使用以下兩個工具可快速補面：
工具1：2D>Surface>Patch/Spline，拖拽自由邊即可快速補全簡單缺口。
工具2：2D>Midmesh>Create Midedge + Repair/Fill。
然后，系統會自動修復所選取表面網格的自由邊與 T 形接線側邊。
注意：如果自由邊或 T 形接線側邊的最終數量超過原始數量，請復原此指令并嘗試其他指令。
自動修復表面網格
表面網格偏移 (Offset Surface Mesh)
表面網格偏移。
下面就介紹運動副與轉動副的建立：
轉動副
這里采用的是一個單獨的齒輪，用了結構化的網格劃分方式，轉動副是對地的轉動，同理繞軸的轉動也是異曲同工
網格劃分采用的hypermesh的劃分，在劃分過程中體會到容差這個選項的關鍵，真的是解決了很多問題，其次要多多使用共節點，tool-edge可以避免后續眾多的問題，最后要face，edge去檢查自由邊，t型邊，沒有問題再進行之后的操作。
講 2D 網格 第 1 部分</p><p class="ql-align-justify">第 27 講 2D 網格 第 2 部分</p><p class="ql-align-justify">第 28 講：2D 網格 第 3 部分</p><p class="ql-align-justify">第 5 部分：網格編輯選項</p><p class="ql-align-justify">第 29 講 自由邊
6
是否設置了必要的集合（便于后續篩選）
是
不是
7
單元類型是否合適
是
不是
8
自由邊檢查
