幾何清理
關注創建者：sthx666 創建時間：2020-02-19
幾何清理的視頻教程
MeshWorks幾何清理教程
MeshWorks幾何清理教程 1.MeshWorks擁有多種幾何創建工具，創建點、線、面等。 2.MW還擁有多種幾何編輯工具，如編輯線中的抑制線、編輯面中的分割面等。 3.MW擁有多種幾何清理的工具，如去除Logo、倒角、識別碎面、重復面、狹長面等等。 4.MeshWorks可在導入時自動對模型進行幾何清理，無需手動操作。
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ABAQUS幾何清理及修復
圓角竟然可以在ABAQUS中清理掉。 幾何編輯、清理及修復竟然神奇的解決了這問題。計算竟然收斂了。 是怎么做到的？ 一起學習吧！ 往期精彩：歡迎觀看！！ HYPERMESH中設置ABAQUS銷軸接觸設置 HYMPERMESH與ABAQUS聯合（銷軸簡化梁單元）
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幾何清理的實例教程
關于HyperMesh的幾何清理，基礎內容請參考Hypermesh基礎培訓Day 1部分的第三章，培訓材料的中文版我即將發布。很多東西還是要有經驗才能理解的，大家慢慢摸索吧，有問題也可以到這里來問。
最后說一點題外話，我感覺很多朋友對幾何清理并不太在乎，這是可以理解的，作為學生，做分析項目主要是對一些很簡單的模型，一般軟件的功能就足夠了。但是真正做工程項目是不一樣的，要保證計算的精度，還要考慮計算的耗費，幾何清理是CAE前處理的重要部分，有了它，很多事情可以事半功倍。
在這一點上，國外和國內有很大的區別，國外對工程實際和理論的結合非常重視，國內則有一些脫節。還有這樣一個現象，在國內用戶群最大的軟件，在國外市場份額很小，反之在國外用戶最多的軟件在國內沒什么市場。原因當然很多，每個公司的市場做的業績，企業領導的決定權、技術人員的觀念...
展開 網上有很多關于HyperMesh幾何清理的資料，幾乎涵蓋了所有的幾何清理方法，非常好用，如果能夠很好的理解的話就能夠達到舉一反三的效果。在工程應用中，常常會使用到幾何清理，去掉模型中微小特征，對分析計算影響不大的特征等，比如對風力發電機組的輪轂部分進行幾何清理。本案例是基于一種簡單的模型，總結工程中常見的一類幾何清理方法。
附件：見一樓。
1、模型如圖1所示，有一些孔特征。
圖1
2、導入到HyperMesh中如圖2、3所示，可以看到有凸臺和沉孔。
圖2
3、（關鍵）提取模型的面特征。建立一個新的component為face，tool->organize或者shift+F11，如圖3所示，選擇surfs選項，單擊all或者displayed，單擊copy。即把模型的面復制到face組件中，以綠色顯示，關掉PRT0001組件，結果如圖4所示。
圖3
圖4
4、隱藏大的面特征。快捷鍵F5，選中需要保留的面特征，如果是11版本以上的可以shift框選，然后隱藏，結果如圖5所示。
圖5
5、刪掉孔特征。快捷鍵F2，刪掉圖5顯示的特征面，顯示出所有的面特征如圖6所示。
圖6
6、如圖7所示的面上的孔處理方法。快捷鍵F11，面板如圖8所示，單擊unsplit surf，選擇紅色的孔線，面就會被縫合。
圖7
圖8
7、圖9所示的特征的處理方法。該特征發現使用第6步的方法不能解決，因為該孔所處為兩個面，如果想使用第六步的方法，需要將兩個面結合為一個面，快捷鍵F11，單擊toggle edge的line（s）將兩個面結合的共線消除，結果如圖10所示。
展開 ANSA作為功能強大的前后處理軟件，其幾何清理的功能十分強大，手段多樣，效率很高。由于幾何清理涉及內容較多，篇幅所限不可能盡數涉及，眾多幾何清理工作中，最復雜也是最重要的當屬對于面的編輯，比如：面的切分、合并、修補等等。本文以面的生成-編輯-檢查為主線，旨在展示ANSA強大的面處理功能。
1、面的生成
在ANSA軟件中有多種手段可以生成面或者補一部分缺失的面，最為常用的命令當屬cons和new以及offset三個命令。
1）強大的Cons命令
應該來講，CONS命令是在ANSA幾何清理中用的最廣泛的命令之一，其強大的幾何適應性（對待補幾何的邊界限制小，且不限于修補平面）極大的方便了用戶的操作。
2）利用現有幾何填充缺失的部分面（New）
對于如下圖1-2所示的幾何模型，缺失的曲面可利用NEW中的Existing
surf進行修復。NEW中包括的面生成方法很多，除了Existing
surf之外，還有三種具體類型功能十分強大，比如對于平面的修補，利用planar十分方便。
3）offset應用
offset命令在中面抽取時應用十分廣泛，如下圖1-3所示，可以直接利用結構已有的面，借助offset建立中面。
2、面的編輯
對于面的編輯（修改）涉及的內容較多，此次僅給出常用的幾個功能，更多的功能可參考軟件幫助。
1）巧用paste功能
對于許多的自由邊間隙問題，如下圖2-1所示，可直接利用paste功能進行粘接操作，CONS>Paste。
2）Release線之后導致的系列操作
在許多的幾何問題中，都需要用到release命令，先將某條存在問題的邊釋放，然后通過一系列操作修補存在問題的幾何。
展開 傳統意思上的CAE仿真前處理就是網格劃分，但往往由于到手的三維數模存在缺失面、重復面和多余的幾何特征等問題，不能直接網格化，所以需要幾何清理將數模處理到可以劃分網格的程度。電池熱管理仿真幾何清理也是一樣，需要將模組的結構簡化，至于液冷方式的電池包，還需要對軟管與接頭的干涉，快插公頭與母頭裝配間隙等進行前處理才能抽取完整的水流道。今天主要來介紹款筆者認為比較好用的前處理軟件SCDM，并對Fluent meshing，Star-ccm+和Hypermesh等常見的網格劃分工具做些簡單的對比介紹。
圖1 電池溫度場流場耦合仿真
（一）幾何清理：SCDM
SCDM全稱是SpaceClaim DesignModeler，是CAD軟件公司SpaceClaim為ANSYS開發3D前端處理應用，集成在Workbench平臺下。該軟件的最大特點，或者是最好用之處是直接建模，可以對導進來的CAD模型直接進行拉伸、填充和切割等處理，智能化程度較高，聽說最新版本的SCDM已經可以畫網格，也是逆天。下面來簡單講講幾個好用的功能：
（1）拉動：能直接對面進行拉伸操作，對線進行倒圓角操作，對拉伸的距離定義功能也較豐富，自定義距離、直到下一個面等，配合拉伸選項，能做切除、復制等操作。
圖2：對液冷管進行拉伸
（2）填充工具：能快速去除各種幾何特征，多余的面，圓角變直角等，一鍵完成，前處理神器；
圖3 ：去除多余的特征面
（3）剖面：幾何清理中也應用比較多，特別是看模型的干涉，內部間隙等，可以基于某些特征面創建剖視圖，并且能對這些剖面進行移動和旋轉等。
展開 “清理幾何體”是專用于輪廓銑的切削參數。
清理幾何體可創建點或邊界和曲線（以下稱作邊界），它們用于確定加工后仍有未切削材料剩余的凹部和陡峭曲面。后續的精加工操作可使用“清理幾何體”來清除剩余的材料。
注意：當從“固定輪廓銑”對話框中生成刀軌，或在為未切削材料檢測選擇了“陡峭曲面”情況下使用分析功能時，可創建清理幾何體。從“操作管理器”對話框中選擇“生成”不會創建清理幾何體。
要計算清理幾何體，必須在“清理幾何體”對話框中指定“清理設置”和“清理輸出控制”參數。可將清理幾何體創建為臨時顯示元素或永久實體。“清理幾何體”可用于除“清根”以外所有驅動方法的固定和可變軸曲面輪廓銑中
清理幾何體是通過接觸點創建的，這些接觸點投影在與投影矢量垂直并包含 WCS 原點的平面上。投影方向取決于刀軸。在上圖中，接觸點沿固定的刀軸（ZC 軸）投影到 XC-YC 平面上，“清理邊界”就是在該平面創建的。
清理邊界定義了未切削區域的周界。可創建一個或多個邊界。一些表示主邊界，而其他則表示島。邊界創建為“永久的”和“封閉的”，并且默認為“接觸”條件。
注意：沒有為曲面輪廓銑操作生成包圍小區域的邊界，盡管清理點（如果要求）可能是。
可在任何所需的配置中創建并使用清理點來手工構建邊界。盡管此方法不夠自動化，但是能夠控制準確的邊界配置。對于凹部，點是在未切削區域周界創建的。對于陡峭曲面，創建的點將填充整個區域。
無論是創建為點還是邊界的清理幾何體，始終是成組的。
當刀具無法進入某個區域時會出現雙接觸點，并使未切削材料殘留在刀具下，如下所示。
由于指定的斜向上角和斜向下角，未切削材料會殘留在角和小的腔體內，如下所示。
由雙接觸點或指定的斜向上角 和斜向下角導致的未切削材料所殘留的區域稱為凹部。
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從幾何清理、網格劃分、仿真求解、優化設計到結果可視化，單一平臺完成全流程，杜絕數據丟失、格式轉換誤差與軟件切換耗時，工程效率提升 50% 以上。
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技術支持：根據客戶提供的模型或圖紙，獨立完成幾何清理、網格劃分、求解設置、結果后處理及仿真報告撰寫。
專業背景：
本科及以上學歷（優秀的在讀本碩博士亦可），力學、機械工程、車輛工程、材料科學與工程等相關專業。
工具鏈：CAxWorks.PreSys 2026R1（前處理 + 后處理） + Ansys Mechanical（求解器）
操作工程師：李工，CAE仿真工程師，3年工作經驗
本文記錄李工使用PreSys完成從CAD模型導入、幾何清理、網格劃分、材料屬性定義、邊界條件設置、Ansys求解器提交，到結果后處理與報告生成的全過程。
