幾何清理的案例
（原創(chuàng)）HyperMesh幾何清理工程案例（一）
網(wǎng)上有很多關(guān)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(dá)到舉一反三的效果。在工程應(yīng)用中，常常會(huì)使用到幾何清理，去掉模型中微小特征，對分析計(jì)算影響不大的特征等，比如對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂部分進(jìn)行幾何清理。本案例是基于一種簡單的模型，總結(jié)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(dǎo)入到HyperMesh中如圖2、3所示，可以看到有凸臺(tái)和沉孔。
圖2
3、（關(guān)鍵）提取模型的面特征。建立一個(gè)新的component為face，tool->organize或者shift+F11，如圖3所示，選擇surfs選項(xiàng)，單擊all或者displayed，單擊copy。即把模型的面復(fù)制到face組件中，以綠色顯示，關(guān)掉PRT0001組件，結(jié)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(jié)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(huì)被縫合。
圖7
圖8
7、圖9所示的特征的處理方法。該特征發(fā)現(xiàn)使用第6步的方法不能解決，因?yàn)樵摽姿帪閮蓚€(gè)面，如果想使用第六步的方法，需要將兩個(gè)面結(jié)合為一個(gè)面，快捷鍵F11，單擊toggle edge的line（s）將兩個(gè)面結(jié)合的共線消除，結(jié)果如圖10所示。
展開 計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)前處理之幾何清理
關(guān)于HyperMesh的幾何清理，基礎(chǔ)內(nèi)容請參考Hypermesh基礎(chǔ)培訓(xùn)Day 1部分的第三章，培訓(xùn)材料的中文版我即將發(fā)布。很多東西還是要有經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)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(xué)生，做分析項(xiàng)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(xiàng)目是不一樣的，要保證計(jì)算的精度，還要考慮計(jì)算的耗費(fèi)，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(diǎn)上，國外和國內(nèi)有很大的區(qū)別，國外對工程實(shí)際和理論的結(jié)合非常重視，國內(nèi)則有一些脫節(jié)。還有這樣一個(gè)現(xiàn)象，在國內(nèi)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(nèi)沒什么市場。原因當(dāng)然很多，每個(gè)公司的市場做的業(yè)績，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的決定權(quán)、技術(shù)人員的觀念...
展開 ANSA在幾何清理中的應(yīng)用
ANSA作為功能強(qiáng)大的前后處理軟件，其幾何清理的功能十分強(qiáng)大，手段多樣，效率很高。由于幾何清理涉及內(nèi)容較多，篇幅所限不可能盡數(shù)涉及，眾多幾何清理工作中，最復(fù)雜也是最重要的當(dāng)屬對于面的編輯，比如：面的切分、合并、修補(bǔ)等等。本文以面的生成-編輯-檢查為主線，旨在展示ANSA強(qiáng)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(bǔ)一部分缺失的面，最為常用的命令當(dāng)屬cons和new以及offset三個(gè)命令。
1）強(qiáng)大的Cons命令
應(yīng)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(qiáng)大的幾何適應(yīng)性（對待補(bǔ)幾何的邊界限制小，且不限于修補(bǔ)平面）極大的方便了用戶的操作。
2）利用現(xiàn)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(jìn)行修復(fù)。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(qiáng)大，比如對于平面的修補(bǔ)，利用planar十分方便。
3）offset應(yīng)用
offset命令在中面抽取時(shí)應(yīng)用十分廣泛，如下圖1-3所示，可以直接利用結(jié)構(gòu)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(nèi)容較多，此次僅給出常用的幾個(gè)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(jìn)行粘接操作，CONS>Paste。
2）Release線之后導(dǎo)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(bǔ)存在問題的幾何。
展開 UG編程輪廓銑的切削參數(shù)“清理幾何體”，360°無死角掃除！
“清理幾何體”是專用于輪廓銑的切削參數(shù)。
清理幾何體可創(chuàng)建點(diǎn)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(xù)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(dāng)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(shí)，可創(chuàng)建清理幾何體。從“操作管理器”對話框中選擇“生成”不會(huì)創(chuàng)建清理幾何體。
要計(jì)算清理幾何體，必須在“清理幾何體”對話框中指定“清理設(shè)置”和“清理輸出控制”參數(shù)。可將清理幾何體創(chuàng)建為臨時(shí)顯示元素或永久實(shí)體。“清理幾何體”可用于除“清根”以外所有驅(qū)動(dòng)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(diǎn)創(chuàng)建的，這些接觸點(diǎn)投影在與投影矢量垂直并包含 WCS 原點(diǎn)的平面上。投影方向取決于刀軸。在上圖中，接觸點(diǎn)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(chuàng)建的。
清理邊界定義了未切削區(qū)域的周界。可創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)邊界。一些表示主邊界，而其他則表示島。邊界創(chuàng)建為“永久的”和“封閉的”，并且默認(rèn)為“接觸”條件。
注意：沒有為曲面輪廓銑操作生成包圍小區(qū)域的邊界，盡管清理點(diǎn)（如果要求）可能是。
可在任何所需的配置中創(chuàng)建并使用清理點(diǎn)來手工構(gòu)建邊界。盡管此方法不夠自動(dòng)化，但是能夠控制準(zhǔn)確的邊界配置。對于凹部，點(diǎn)是在未切削區(qū)域周界創(chuàng)建的。對于陡峭曲面，創(chuàng)建的點(diǎn)將填充整個(gè)區(qū)域。
無論是創(chuàng)建為點(diǎn)還是邊界的清理幾何體，始終是成組的。
當(dāng)?shù)毒邿o法進(jìn)入某個(gè)區(qū)域時(shí)會(huì)出現(xiàn)雙接觸點(diǎn)，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(huì)殘留在角和小的腔體內(nèi)，如下所示。
由雙接觸點(diǎn)或指定的斜向上角 和斜向下角導(dǎo)致的未切削材料所殘留的區(qū)域稱為凹部。
展開 
電池?zé)峁芾砣S仿真（二）：幾何清理與網(wǎng)格劃分
傳統(tǒng)意思上的CAE仿真前處理就是網(wǎng)格劃分，但往往由于到手的三維數(shù)模存在缺失面、重復(fù)面和多余的幾何特征等問題，不能直接網(wǎng)格化，所以需要幾何清理將數(shù)模處理到可以劃分網(wǎng)格的程度。電池?zé)峁芾矸抡?em>幾何清理也是一樣，需要將模組的結(jié)構(gòu)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(jìn)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(rèn)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(wǎng)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(fā)3D前端處理應(yīng)用，集成在Workbench平臺(tái)下。該軟件的最大特點(diǎn)，或者是最好用之處是直接建模，可以對導(dǎo)進(jìn)來的CAD模型直接進(jìn)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(jīng)可以畫網(wǎng)格，也是逆天。下面來簡單講講幾個(gè)好用的功能：
（1）拉動(dòng)：能直接對面進(jìn)行拉伸操作，對線進(jìn)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(gè)面等，配合拉伸選項(xiàng)，能做切除、復(fù)制等操作。
圖2：對液冷管進(jìn)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(yīng)用比較多，特別是看模型的干涉，內(nèi)部間隙等，可以基于某些特征面創(chuàng)建剖視圖，并且能對這些剖面進(jìn)行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等。
展開 ANSA幾何清理與中面網(wǎng)格
ANSA幾何清理與中面網(wǎng)格 見附件
ANSA初級(jí)培訓(xùn)_幾何清理，模型簡化.pdf
ANSA初級(jí)培訓(xùn)_中面網(wǎng)格.pdf
【HyperMesh寶典】之幾何修復(fù)、清理和簡化
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對曲面和邊進(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。
展開 HYPERMESH幾何清理資料
幾何清理——在HyperMesh中的應(yīng)用.pdf
幾何清理.pdf
MSC Apex 可將幾何體清理與網(wǎng)格劃分所需時(shí)間縮短 75%
TLG 的工程師們在 CATIA V5 中生成了修改之前和之后的幾何體。為能裝下斷路器，去掉了機(jī)身地板中間位置的一段縱梁，并在下方外模線（OML）處增加了一段蒙皮。
挑戰(zhàn)
原始的 CAD 幾何體是按照設(shè)計(jì)流程中達(dá)到的正常標(biāo)準(zhǔn)的精度創(chuàng)建的。 TLG的工程師們?yōu)榇诵枰馁M(fèi)大量的時(shí)間來完成幾何體清理工作，以便達(dá)到有限元分析及網(wǎng)格劃分所需的更高標(biāo)準(zhǔn)。就設(shè)計(jì)幾何體而言，CAD模型中通常會(huì)包含一些破碎的表面，無法縫合到一起的表面以及冗余重疊的表面。在本案例中，OML 曲率 與加強(qiáng)筋、框架、肋板或梁不匹配的位置有58處。 TGL 估算，采用傳統(tǒng)的表面幾何體工具手工完成這些修正需要 348 分鐘。幾何體上還有 44 處位置包含了不一致的表面，其中包括縫隙、干涉以及不匹配表面幾何體。據(jù)估算，清理每一處需要耗時(shí)4分鐘，總共需要耗時(shí)176分鐘。
該 CAD 模型還包含許多有限元分析所不需要的額外細(xì)節(jié)。在 CAD 系統(tǒng)中不可能創(chuàng)建出擁有完美曲率和切線的復(fù)雜表面，因此 CAD 系統(tǒng)自動(dòng)生成的是小平面。有限元前處理器沿著這些小平面添加節(jié)點(diǎn)線段會(huì)使網(wǎng)格扭曲，從而導(dǎo)致單元質(zhì)量不佳，降低了分析精度。經(jīng)查存在不必要小平面的表面有四處，據(jù)估算每處需要 耗時(shí) 15 分鐘完成幾何清理，共需要1小時(shí)。修改前結(jié)構(gòu)的全部清理工作需要9.7小時(shí)。修改后結(jié)構(gòu)也需要近似的時(shí)間完成清理工作，此項(xiàng)工作 ，對修改前結(jié)構(gòu)所做的大部分清理工作可以被應(yīng)用到修改后結(jié)構(gòu)中。
TLG 的工程師們做了個(gè)假設(shè)，在使用傳統(tǒng)幾何處理工具的情況下，清理修改前結(jié)構(gòu)所耗費(fèi)時(shí)間為全部工作耗時(shí)的 30%，清理修改后結(jié)構(gòu)耗時(shí)為 2.9 小時(shí)。 因此全部的清理時(shí)間共計(jì) 12.6小時(shí)。
展開 幾何清理
幾何清理
geometry cleanup子面板的菜單選擇：
cleanup tol
設(shè)置在幾何清理操作時(shí)需要的容差。
visual options
設(shè)置曲面顯示方式，選擇不同類型＂edge＂和固定點(diǎn)的顯示狀態(tài)。
Geometry Cleanup面板的功能
Edges
Toggle
用鼠標(biāo)器將單個(gè)的邊從一種類型轉(zhuǎn)化成另一種類型。
Replace
將兩條明確定義的自由邊合并成一條共用邊。
(un)suppress
同時(shí)壓縮或釋放一系列所選的邊。
equivalence
將自由邊對合并成共用邊。
Surfaces
find duplicates
查找并刪除重合曲面。
organize by feature
按特徵組織曲面。
move faces
移動(dòng)曲面到另一個(gè)曲面（合并曲面）。
Fixed Points
add
在曲面上從已經(jīng)存在的自由點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)上生成固定點(diǎn)。
replace
將兩個(gè)明確選定的自由點(diǎn)合并成一個(gè)。
suppress
從一個(gè)曲面上刪除一個(gè)固定點(diǎn)。
Defeature 面板的功能:
trim lines
取消曲面的裁剪操作。
pinholes
從曲面內(nèi)查找并消除孔。
surf fillets
識(shí)別和刪除相鄰曲面的倒角。
edge fillets
識(shí)別和刪除自由曲面邊界的倒圓。
trim intersect
識(shí)別和刪除自由曲面邊界的倒圓，但可手工指定切點(diǎn)。
展開 Discovery Modeling：幾何建模、清理及腳本自動(dòng)化【今日16:00直播】
今日16:00，Ansys官方『Discovery Modeling：幾何建模、清理及腳本自動(dòng)化』研討會(huì)將為您介紹幾何創(chuàng)建、模型清理、以及腳本自動(dòng)化等關(guān)鍵方法，幫助用戶提升前處理效率，縮短仿真準(zhǔn)備周期。感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：4月10日（星期五），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：
本次 Webinar 聚焦 Ansys Discovery - Model 在仿真幾何前處理中的應(yīng)用，圍繞工程師在模型準(zhǔn)備階段最常見的幾類需求，系統(tǒng)介紹幾何創(chuàng)建、模型清理、以及腳本自動(dòng)化等關(guān)鍵方法，幫助用戶提升前處理效率，縮短仿真準(zhǔn)備周期。 內(nèi)容大綱：
1. 常用幾何功能介紹 - 常見的幾何操作功能。
2. 幾何清理工具介紹 - 面向仿真前處理的幾何清理方法與工具
3. 流體域建立方法 - 結(jié)合流體仿真前處理需分享流體域抽取與建立的常用思路和操作方法 4. 腳本功能介紹 - Discovery Modeling 的腳本能力，以及如何借助腳本實(shí)現(xiàn)重復(fù)性前處理工作的自動(dòng)化，提高標(biāo)準(zhǔn)化水平與建模效率。
講師：
劉杰明 | Ansys 高級(jí)應(yīng)用工程師
劉杰明，Synopsys（Ansys）高級(jí)應(yīng)用工程師，南京航空航天大學(xué)工學(xué)碩士。擁有多年工程仿真經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)從事仿真技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)支持工作，面向電子高科技、汽車、家電等行業(yè)，專注結(jié)構(gòu)/流體/熱多物理場耦合仿真應(yīng)用。
形式：線上
費(fèi)用：免費(fèi)
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(web: https://s.jishulink.com/IRod2Y)
- -THE END- -
技術(shù)鄰簡介：
技術(shù)鄰，是一家深耕工科制造業(yè)領(lǐng)域逾二十年的專業(yè)技術(shù)平臺(tái)。
我們的服務(wù)覆蓋力學(xué)、機(jī)械、材料、航空、交通運(yùn)輸、電子電氣、通信、化工、能源、船舶、冶金、建筑土木、水利測繪等眾多專業(yè)方向。
展開 
【4月10日直播】Discovery Modeling：幾何建模、清理及腳本自動(dòng)化
<p>4月10日，Ansys官方『Discovery Modeling：幾何建模、清理及腳本自動(dòng)化』研討會(huì)將為您介紹幾何創(chuàng)建、模型清理、以及腳本自動(dòng)化等關(guān)鍵方法，幫助用戶提升前處理效率，縮短仿真準(zhǔn)備周期。感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202604/imgs/9b7a7dc8511f4092bcd226630c8759bb"></p><p><strong>時(shí)間：</strong>4月10日（星期五），16:00-17:00</p><p><strong>內(nèi)容簡介：</strong></p><p>本次 Webinar 聚焦 Ansys Discovery - Model 在仿真幾何前處理中的應(yīng)用，圍繞工程師在模型準(zhǔn)備階段最常見的幾類需求，系統(tǒng)介紹幾何創(chuàng)建、模型清理、以及腳本自動(dòng)化等關(guān)鍵方法，幫助用戶提升前處理效率，縮短仿真準(zhǔn)備周期。 內(nèi)容大綱： </p><p>1. 常用幾何功能介紹 - 常見的幾何操作功能。</p><p>2. 幾何清理工具介紹 - 面向仿真前處理的幾何清理方法與工具 </p><p>3. 流體域建立方法 - 結(jié)合流體仿真前處理需分享流體域抽取與建立的常用思路和操作方法 4. 腳本功能介紹 - Discovery Modeling 的腳本能力，以及如何借助腳本實(shí)現(xiàn)重復(fù)性前處理工作的自動(dòng)化，提高標(biāo)準(zhǔn)化水平與建模效率。
展開 ANSA進(jìn)行CFD幾何清理的常用功能介紹
引子
市面上常用的CFD前處理工具有很多，比如Altair--Hypermesh，BETA CAE Systems--ANSA，ANSYS--ICEM CFD，ANSYS--TurboGrid，MSC--Patran等，當(dāng)然還有一些求解器自帶前處理的軟件，比如ANSYS、STARCCM+等，這里我們主要進(jìn)行一些ANSA有關(guān)CFD幾何清理的常用功能的介紹。
幾何清理
常用的幾何清理工具如下：
命令
功能描述
Hot Points
Insert
在幾何線上或者三維線上插入一個(gè)點(diǎn)
Project
在幾何線上或者三維線上或者面上投影一個(gè)點(diǎn)
Parametrical
(~數(shù)值)在幾何線上或者三維線上插入一個(gè)距離頂點(diǎn)絕對數(shù)值的點(diǎn);
（數(shù)值0～1）在幾何線上或者三維線上插入一個(gè)距離頂點(diǎn)與此線段成固定比例的點(diǎn)
Delete
刪除一個(gè)點(diǎn)
Clean G.
展開 ABAQUS幾何編輯、清理及修復(fù) ￥1
圓角竟然可以在ABAQUS中清理掉。
幾何編輯、清理及修復(fù)竟然神奇的解決了這問題。計(jì)算竟然收斂了。
是怎么做到的？
一起學(xué)習(xí)吧！
本案例有視頻，歡迎在我的技術(shù)鄰中觀看！！
ABAQUS幾何清理及修復(fù)
往期精彩：歡迎觀看！！
HYPERMESH中設(shè)置ABAQUS銷軸接觸設(shè)置
HYMPERMESH與ABAQUS聯(lián)合（銷軸簡化梁單元）
ＡＮＳＡ幾何清理實(shí)例
檢查幾何：只激活顯示控制欄中的Geometry、Macros、Sigle查看紅色邊，除了孔邊和部件邊緣再無別的紅色線，說明模型幾何清理完畢。
