復(fù)雜幾何形狀加工
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
復(fù)雜幾何形狀加工的視頻教程
Cadence Fidelity Automesh復(fù)雜幾何網(wǎng)格解決方案
本次直播將從復(fù)雜幾何的快速讀入、極速化全自動幾何密封和網(wǎng)格生成上闡述復(fù)雜幾何網(wǎng)格解決方案。
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復(fù)雜幾何形狀加工的實例教程
隨著海洋幾何形狀變得更加先進(jìn)，與網(wǎng)格生成相關(guān)的復(fù)雜性也隨之增加。網(wǎng)格劃分的復(fù)雜性與多種因素有關(guān)，例如單元類型、單元結(jié)構(gòu)、幾何形狀、拓?fù)洹⒂脩魧I(yè)知識、應(yīng)用程序和網(wǎng)格劃分算法的選擇。隨著工程師需求的提高，商業(yè)網(wǎng)格劃分軟件必須處理日益復(fù)雜的網(wǎng)格劃分配置。Cadence Fidelity CFD 平臺提供各種針對前緣或鈍邊、自由表面、邊界層、粘性層等的網(wǎng)格劃分技術(shù)。這篇博文概述了一些網(wǎng)格劃分策略，以簡化復(fù)雜海洋幾何形狀的網(wǎng)格生成。
網(wǎng)格劃分策略
體積比表面積
體到面 (V2S) 是一種強(qiáng)大的并行網(wǎng)格劃分方法，適用于復(fù)雜的幾何形狀。它支持不干凈的幾何形狀，例如具有相交或非共形表面的幾何形狀，并且不需要事先進(jìn)行表面網(wǎng)格劃分。Cadence V2S 網(wǎng)格劃分技術(shù)可以生成全六角形和六角主導(dǎo)的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。全六面體網(wǎng)格使用懸掛節(jié)點來保持一致的六面體結(jié)構(gòu)，而六面體主導(dǎo)網(wǎng)格使用四面體連接不同尺寸的六面體部分，而不引入懸掛節(jié)點。
V2S 全六角網(wǎng)格。
表面積與體積
表面到體積 (S2V) 網(wǎng)格生成器是用于高質(zhì)量表面網(wǎng)格和粘性層的容錯網(wǎng)格生成器。因此，它需要相對干凈的幾何形狀。它在表面上生成非結(jié)構(gòu)化的四方主導(dǎo)網(wǎng)格以及完全四面體或六面體主導(dǎo)的體積網(wǎng)格。
S2V 六芯網(wǎng)。
兩種網(wǎng)格劃分方法均與求解器無關(guān)。此外，Cadence Fidelity 平臺提供專用網(wǎng)格質(zhì)量優(yōu)化器，可以針對特定求解器調(diào)整網(wǎng)格。
表面細(xì)化
可選的表面和局部細(xì)化功能可以提高目標(biāo)區(qū)域中網(wǎng)格的分辨率。網(wǎng)格均勻性、邊緣接近度和局部曲率都是決定表面網(wǎng)格是否進(jìn)一步細(xì)化的因素。
全局設(shè)置
當(dāng)處理具有多個表面的復(fù)雜幾何形狀時，細(xì)化每個表面并檢查表面邊緣之間的接近度可能會很乏味。在這種情況下，全局設(shè)置有助于細(xì)化整個幾何體。
展開 五金沖壓件加工廠加工的五金沖壓件種類很多，五金沖壓件的形狀結(jié)構(gòu)有較簡單的也是較為復(fù)雜的。不同的結(jié)構(gòu)類型其加工工序的先后順序也有所不同。下面我們來了解下沖壓彎曲件的加工工序順序是怎么安排的。
彎曲件的工序安排應(yīng)是在工藝性分析和計算后進(jìn)行的一項工藝設(shè)計工作。安排彎曲件工序的先后順序時應(yīng)根據(jù)零件的形狀、尺寸、精度等級、生產(chǎn)批量、以及材料的性能等因素進(jìn)行綜合考慮。形狀簡單的彎曲件只需一次彎曲加工就能成形。而形狀復(fù)雜的彎曲件在五金沖壓件加廠也是經(jīng)常會遇到。這種形狀復(fù)雜的彎曲件一般要經(jīng)過多次彎曲加工才能成形。其加工工序的先后順序也是有規(guī)律可循的。一般先彎兩端，后彎中間，前次彎曲應(yīng)考慮后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次已彎成的形狀。對于非對稱的彎曲件，為避免彎曲時坯料偏移，應(yīng)盡可能采用成對彎曲后再切成兩件的加工工藝。
實踐證明：在沖壓生產(chǎn)加工過程中，彎曲件工序安排的合理，可以簡化模具結(jié)構(gòu)，也能提高彎曲件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
展開 通過3D打印-增材制造技術(shù)來制造整個結(jié)構(gòu)，使得散熱裝置實現(xiàn)與電路卡共形的復(fù)雜幾何形狀。而且芯結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)沿厚度方向定向的不均勻芯。
圖片：3D打印的點陣結(jié)構(gòu)
通過應(yīng)用3D打印技術(shù)，降低了熱傳導(dǎo)路徑的熱阻，同時保持或降低了系統(tǒng)的重量。根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，GE所開發(fā)的熱管理系統(tǒng)的技術(shù)特點包括重量輕、熱阻低、形狀不受限制，結(jié)構(gòu)一體化等優(yōu)點。在商業(yè)方面的突出優(yōu)勢包括可實現(xiàn)定制化設(shè)計、更低的制造價格、更多的功能以及相同體積的更多熱元件。
3D科學(xué)谷Review
根據(jù)此前的3D科學(xué)谷的市場研究，不僅僅是GE在開發(fā)新的熱管理系統(tǒng)，另外一家企業(yè)Unison Industries也正在開發(fā)一種新型的散熱器，Unison Industries開發(fā)的散熱器包括第一流體入口的第一歧管和限定第二流體入口的第二歧管。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，Unison Industries所開發(fā)的這款熱交換器是設(shè)置在飛機(jī)的航空電子設(shè)備底盤中。不過其設(shè)計原理理論上可以在任何需要或利用熱交換器或?qū)α鳠醾鬟f的環(huán)境中具有普遍適用性，例如在飛機(jī)的渦輪發(fā)動機(jī)內(nèi)。此外，還可以拓展到非飛機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，以及其他移動應(yīng)用和非移動工業(yè)，商業(yè)和住宅應(yīng)用。
其設(shè)計的核心理念是通過復(fù)雜的幾何形狀提供了多達(dá)50％或更多的散熱效率。此外，雙曲線，分叉和相互纏繞的幾何形狀提供更大的傳熱系數(shù)，不僅改善了熱交換器的效率，同時使壓力損失最小化并改善了傳熱系數(shù)。
無疑，3D打印是實現(xiàn)復(fù)雜形狀制造的絕佳技術(shù)。熱交換器可以通過增材制造來制造，例如直接金屬激光熔融技術(shù)或直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)。通過增材制造可以快速準(zhǔn)確地制造設(shè)計中的阻擋結(jié)構(gòu)。此外，可以將阻塞結(jié)構(gòu)圖案化為與特定熱交換器組件所需的一樣大或小。
展開 ICEM結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分復(fù)雜幾何視頻教程，附幾何模型文件可供自己練習(xí)
但 CFD 中的網(wǎng)格生成步驟通常需要專業(yè)知識和經(jīng)驗，尤其是在處理復(fù)雜的幾何形狀時。此類復(fù)雜的幾何形狀可能具有空腔、重疊表面、擠壓和鞍角，這些都會妨礙高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分和精確的 CFD 解決方案。為了更輕松地劃分網(wǎng)格，F(xiàn)idelity CFD 平臺具有各種幾何清理工具和功能，可幫助簡化網(wǎng)格生成并增強(qiáng)整體海洋 CFD 模擬。
CFD 模擬的第一步是創(chuàng)建或?qū)胍獪y試的幾何體。可以將多種文件格式導(dǎo)入 Fidelity CFD 平臺，可接受的文件格式列表如下：
帕拉固體
CATPART/CAT產(chǎn)品
歐特克
ACIS
XML
NX
杰特
IGES
德國汽車工業(yè)協(xié)會
STL
步
扎實的作品
克里奧
產(chǎn)品生命周期管理
OBJ
可以從本地和遠(yuǎn)程計算機(jī)并行導(dǎo)入幾何圖形。如下圖所示，CAD 樹可以在 12 核計算系統(tǒng)上同時導(dǎo)入汽車幾何形狀的 12 個部分。
DrivAer 配置在 12 個內(nèi)核上并行導(dǎo)入。
Fidelity CFD 平臺導(dǎo)入幾何圖形后，將進(jìn)行徹底分析以查找自由邊、非流形邊和特征曲線。細(xì)分后，將計算三角形的縱橫比和與原始 CAD 的距離。它提供了用于清理幾何體的工具，包括確保幾何體共形性、改進(jìn)鑲嵌和封蓋孔。
拼接或縫制可確保幾何一致性（左），而重新三角化可改善鑲嵌效果（右）。
使用 AutoSeal 堵住孔洞
Fidelity CFD 平臺包括 AutoSeal，這是一種先進(jìn)的幾何清理工具，利用并行算法生成 CAD 和 STL 格式的閉合曲面。
展開 
復(fù)雜幾何形狀加工的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
復(fù)雜幾何形狀加工的最新內(nèi)容
為什么使用粉末注射成型(PIM)模擬?
粉末注射成型(PIM)技術(shù)起源于1973年，利用金屬或陶瓷粉末加上一定量的黏著劑(binder) 共同組成置備料(feedstock)。 粉末注射成型置備料可以透過射出、脫脂與燒結(jié)等程序后，可以做出各種產(chǎn)品。粉末注射成型透過單一的加工制程直接做出復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，適合大量制造，已經(jīng)廣泛使用于各種產(chǎn)業(yè)。
挑戰(zhàn)
? 產(chǎn)品表面及外觀質(zhì)量
? 有效的降低體積收縮
引言：精度的語言
在高要求制造領(lǐng)域，一張圖紙不僅是形狀的呈現(xiàn)，它更是一份“契約”。當(dāng)你把圖紙發(fā)送給一家 CNC 加工工廠時，你傳遞的不只是零件長什么樣，還包括它 如何運(yùn)作。然而，傳統(tǒng)坐標(biāo)尺寸標(biāo)注（簡單的 X、Y 尺寸）往往無法表達(dá)設(shè)計意圖。這正是幾何尺寸與公差（GD&T）發(fā)揮作用的地方。
作為深圳一鑫精密的市場研究專家，我分析過上千份 RFQ（報價請求）。我見過由于公差標(biāo)注不清導(dǎo)致成本上升
引言：精度的語言
在高要求制造領(lǐng)域，一張圖紙不僅是形狀的呈現(xiàn)，它更是一份“契約”。當(dāng)你把圖紙發(fā)送給一家 CNC 加工工廠時，你傳遞的不只是零件長什么樣，還包括它 如何運(yùn)作。然而，傳統(tǒng)坐標(biāo)尺寸標(biāo)注（簡單的 X、Y 尺寸）往往無法表達(dá)設(shè)計意圖。這正是幾何尺寸與公差（GD&T）發(fā)揮作用的地方。
作為深圳一鑫精密的市場研究專家，我分析過上千份 RFQ（報價請求）。我見過由于公差標(biāo)注不清導(dǎo)致成本上升
01 什么是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計？
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 (optimumstructural design)在給定約束條件下（如結(jié)構(gòu)體積、固有頻率），按某種目標(biāo)函數(shù)(如結(jié)構(gòu)剛度最大、質(zhì)量最低)求出最好的設(shè)計方案，如以結(jié)構(gòu)的重量最小為目標(biāo)，則稱為最小重量設(shè)計。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化按照改變結(jié)構(gòu)原始狀態(tài)的程度分為：結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化、結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化。
1.結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
案例背景
總部位于美國俄亥俄州的Bonnot 公司創(chuàng)立于1891年，提供全面的設(shè)計、工程與制造服務(wù)，業(yè)務(wù)覆蓋多個行業(yè)，是全球重要的加工設(shè)備供應(yīng)商之一。在130余年的經(jīng)營歷程中，該公司積累了龐大的客戶群，致力于為客戶提供現(xiàn)有設(shè)備升級與改進(jìn)服務(wù)。
為滿足日益復(fù)雜的編程與加工需求，Bonnot采用了海克斯康CAM數(shù)控加工編程軟件EDGECAM，并顯著提升了加工效率。例如，借助EDGECAM，Bonnot
Residual Heat Effect on the Melt Pool Geometry during the Laser Powder Bed Fusion Process
Subin Shrestha * and Kevin Chou
J.B. Speed School of Engineering, University of Louisville, Louisville
激光金屬沉積（送粉）
以功能梯度材料制造復(fù)雜幾何形狀的產(chǎn)品
預(yù)混合不同的粉末，形成定制合金
零件尺寸精度高
仿真有助于粉末噴出速率和激光參數(shù)的工藝優(yōu)化
激光金屬沉積（送粉）FLOW-3D AM仿真
案例研究：應(yīng)用數(shù)值模擬和回歸分析于熔覆路徑幾何形狀預(yù)測
Shuhao Wang, et al. Multi-physics
隨著海洋幾何形狀變得更加先進(jìn)，與網(wǎng)格生成相關(guān)的復(fù)雜性也隨之增加。網(wǎng)格劃分的復(fù)雜性與多種因素有關(guān)，例如單元類型、單元結(jié)構(gòu)、幾何形狀、拓?fù)洹⒂脩魧I(yè)知識、應(yīng)用程序和網(wǎng)格劃分算法的選擇。隨著工程師需求的提高，商業(yè)網(wǎng)格劃分軟件必須處理日益復(fù)雜的網(wǎng)格劃分配置。Cadence Fidelity CFD 平臺提供各種針對前緣或鈍邊、自由表面、邊界層、粘性層等的網(wǎng)格劃分技術(shù)。這篇博文概述了一些網(wǎng)格劃分策略，以簡化復(fù)雜海洋幾何形狀的網(wǎng)格生成
船舶設(shè)計師和船舶建筑師越來越多地使用計算流體動力學(xué) (CFD) 工具來獲得更準(zhǔn)確的解決方案、詳細(xì)的物理原理和更快的結(jié)果。過去的海洋船舶設(shè)計研究主要依靠拖曳水池的縮小模型來了解船舶阻力、耐波性、推進(jìn)和操縱。然而，這些模型的雷諾數(shù)和弗勞德數(shù)存在差異由于模型縮小了。借助CFD仿真技術(shù)，現(xiàn)在可以測試全尺寸模型。但 CFD 中的網(wǎng)格生成步驟通常需要專業(yè)知識和經(jīng)驗，尤其是在處理復(fù)雜的幾何形狀時。此類復(fù)雜的幾何形狀可能具有空腔
在進(jìn)行模擬分析前處理時，過于復(fù)雜的幾何會造成表面網(wǎng)格質(zhì)量下降，進(jìn)而影響分析準(zhǔn)確度。如果為了要滿足復(fù)雜的幾何外觀，而過度加密表面網(wǎng)格，導(dǎo)致整體網(wǎng)格數(shù)量過高，則需要耗費更多的時間成本，才能完成分析計算。
Moldex3D CADdoctor可協(xié)助使用者簡化幾何或是移除不必要的幾何特征，如：圓角/倒角、段差與可合并面等等，以利生成高質(zhì)量的網(wǎng)格。以下將說明Moldex3D CADdoctor
