網(wǎng)格質(zhì)量檢查及復(fù)雜幾何中面抽取

1、一.1網(wǎng)格連續(xù)性檢查,網(wǎng)格不連續(xù)引起的模型不連續(xù)，在計(jì)算中將導(dǎo)致與實(shí)際情況完全不同的計(jì)算結(jié)果 和變形形式。 2D單元可通過(guò)檢查自由邊進(jìn)行檢查 3D單元可通過(guò)檢查自由面進(jìn)行檢查,對(duì)于復(fù)雜的殼單元的自由邊檢查，需要仔細(xì)的觀(guān)察adge單元。如下零件，不但需要 看正面背面也需要仔細(xì)觀(guān)看,正面,反面,以下自由邊的考察要結(jié)合實(shí)際情況,盡管該處扇葉周邊距離很近，但未與周邊連接， 因此存在自由邊,對(duì)零件的自由邊檢查進(jìn)行以下幾點(diǎn)總結(jié)： 1.自由邊的產(chǎn)生可能是抽取出的中面存在較小的殘缺（零件幾何非邊緣存在自由邊） 自由節(jié)點(diǎn)未合并等。 2.對(duì)復(fù)雜幾何的自由邊進(jìn)行檢查時(shí)，自由邊線(xiàn)條很多、很亂需要一處一處仔細(xì)觀(guān)看。 3

2、.自由邊檢查可通過(guò)模態(tài)分析或相關(guān)分析相結(jié)合進(jìn)行檢查,adge單元是不是很多很亂的樣子,4.自由邊單元為方便檢查模型是運(yùn)用，檢查完畢將其刪除。自由邊單元形式為plot， 可通過(guò)選擇單元形式進(jìn)行刪除。 5.自由邊的檢查不能檢查出重復(fù)單元的存在,合并節(jié)點(diǎn)、未合并節(jié)點(diǎn)的重復(fù)單元均不能通過(guò)自由邊檢查項(xiàng)檢查出來(lái),對(duì)于3d網(wǎng)格的連續(xù)性可通過(guò)自由邊檢查和自由面得檢查實(shí)現(xiàn)。如下圖,Face檢查,存在自由面單元， 該處不連續(xù),討論：在進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分時(shí)先在零件外表面劃滿(mǎn)三角形，對(duì)封閉的三角形 進(jìn)行自由邊檢查時(shí)提示如下： 即封閉的殼單元圍成的幾何圖形是檢查不到自由邊的。 那么3d網(wǎng)格的連續(xù)性檢格查是不是可以通過(guò)提

3、取自由面再對(duì)自由面單元進(jìn)行 自由邊檢查是否可檢查3d網(wǎng)的連續(xù)性,二.1單元法向的檢查與調(diào)整,在某些有限元分析中，要求單元法向必須一致。HyperMesh中通過(guò)Normals面板可以 顯示幾何面或單元的法線(xiàn)。 HyperMesh中默認(rèn)的單元法向是由組成單元的節(jié)點(diǎn)按順序 以“右手法則”確定的,單元法向的檢查就是將同一組單元法向統(tǒng)一, 命令板塊如下,討論：下圖零件的法向如何調(diào)整,如果法向統(tǒng)一不了。那單元上的應(yīng)力如何分布、對(duì)相應(yīng)的分析有何影響,3.重復(fù)單元的檢查,Hyapermesh中通過(guò)check Elems面板，檢查1D、2D以及3D單元是否存在重復(fù)單元。在check Elems面板中可以看到Du

4、plicates檢查項(xiàng)，即重復(fù)單元檢查項(xiàng).完全一致的重復(fù)單元被高亮顯示，信息欄將顯示重復(fù)單元的數(shù)目,操作面板如下,重復(fù)單元需要?jiǎng)h除,注意，在單元節(jié)點(diǎn)未結(jié)合的情況下是檢查不出重復(fù)單元的,4.利用Check Elems面板檢查1D、2D、3D單元的質(zhì)量,一）1D單元質(zhì)量檢查： Free 1-ds 檢查一維單元是否含有自由端（1D單元端節(jié)點(diǎn)是否連接上) Rigid Loop 檢查一組一維剛性單元是否形成環(huán)（對(duì)RBE3單元無(wú)效） Dependency檢查焊接和剛性單元是否含有雙重依賴(lài)（檢查主從關(guān)系,操作如下,一些常見(jiàn)的正確連接,主,從,從,從,主,從,從,從,主,主,RBE2,RBE2,RBE2,RB

5、E2,RBE2,RBE2,一些常見(jiàn)的錯(cuò)誤連接,主,主,從,RBE2,RBE2,RBE2,RBE2,RBE2,RBE2,RBE2,RBE2,主,主,主,主,主,主,從,從,從,從,從,從,dependency,rigidloops,通過(guò)檢查 該處被高亮顯示。但該處端點(diǎn)的自由符合實(shí)際情況,CBAR,CBAR,CBAR,二）2D單元質(zhì)量檢查 2D單元質(zhì)量檢查通常在以下兩個(gè)面板進(jìn)行,Check Elems面板,Qudalityindex面板,該命令在可在hypermesh中任何模板下 使用,注意： 該命令在只在hypermesh中hypermesh模 板下使用。如果先在NASTRAN模板用該 命令進(jìn)行

6、質(zhì)量調(diào)整再返回hypermesh模板 時(shí)仍會(huì)有質(zhì)量不合格,Warpage翹曲度。用于檢查四邊形單元的翹曲，即單元偏離平面的量。由于三點(diǎn) 成一面，當(dāng)四邊形另外一點(diǎn)與其他三點(diǎn)不在同一平面上時(shí)，形成翹曲。翹曲度的定義 為：依次沿著對(duì)角線(xiàn)將四邊形分成兩個(gè)三角形，這兩個(gè)三角形所在的平面構(gòu)成夾角的 最大值即為翹曲度,a1,a2,Warpage=max a1, a2,Aspect長(zhǎng)寬比（縱橫比）。檢查單元最長(zhǎng)邊與最短邊之比,Min Angle、Max Angle用于檢查單元的最小角、最大角,Length用于檢查單元的長(zhǎng)度（檢查小于某一尺寸的單元,Chord Dev弦差。對(duì)于附著于表面上的單元，弦差為單元各邊

7、中點(diǎn)與該點(diǎn)在對(duì)應(yīng)面上的投影點(diǎn)的距離值。如果單元不在面上，Hypermesh推導(dǎo) 最有可能生成已有網(wǎng)格的表面形狀，然后用這個(gè)表面進(jìn)行投影,a1,a2,a3,Skew = 90- Min（a1，a2 ，a3,Skew = 90- Min（a1，a2,a1,a2,Skew扭曲角。用于檢查單元的扭曲度。如下圖所示。三角形單元定義為：?jiǎn)卧我庖贿呏悬c(diǎn)與對(duì)應(yīng)定點(diǎn)的連線(xiàn)與另兩邊中點(diǎn)連線(xiàn)的最小夾角的余角，即Skew = 90- Min（a1，a2 ，a3 )。四邊形中扭曲角定義為對(duì)應(yīng)邊中點(diǎn)連線(xiàn)夾角中最小角的余角，即Skew = 90- Min（a1，a2,Jacobin雅克比。殼單元內(nèi)，積分點(diǎn)最小Jacobi

8、n與最大Jacobin的比值。由于三角形單元面內(nèi)只有一個(gè)積分點(diǎn)，其Jacobin總為1。因此該值用于檢查四邊形單元，衡量單元背離理想狀態(tài)的的程度。值的范圍從0到1，1表示理想形狀，通常該值大于0.7認(rèn)為是可以接受的。 Jacobin值小于0表示一個(gè)凹面單元，計(jì)算不收斂，這在分析中是不允許的,三）3D單元質(zhì)量檢查 3D單元質(zhì)量檢查包含了與2D定義相同的檢查項(xiàng)，3D單元的每一個(gè)面均以相同的方式進(jìn)行檢查，任何一個(gè)面在檢查中不合格，該3D單元不合格。3D單元中還新增了一些檢查項(xiàng)，Vol Skew 、Tet Collapse和Tera AR,Vol Skew 用于檢查四面體單元的體積扭曲。對(duì)于任意單元，

9、Hypermesh假設(shè) 定義了一個(gè)過(guò)4個(gè)頂點(diǎn)的球體，如下圖所示；再依照球的半徑，算出一個(gè)理想的 正四面體的體積，該體積為,理想正四面體,實(shí)際正四面體,Vol Skew=（理想體積-實(shí)際體積）/理想體積,Tetra AR用于檢查四面體單元。定義最長(zhǎng)邊尺寸與最短高度的比值,Test Collapse 用于四面體單元形狀的檢查。Hypermesh計(jì)算Tet Collapse值是用 每個(gè)節(jié)點(diǎn)到對(duì)應(yīng)面的距離除以對(duì)應(yīng)面面積的平方根，取其中的最小值除以1.24.四面體 坍塌時(shí)，該值為0，具有較佳的四面體形狀時(shí)，該值為1,Test Collapse,3D單元質(zhì)量檢查實(shí)例,Tetra AR5 值越大，越扁平,Test Collapse0.2（理想值1） 等于零為平面,Vol Skew0.8（理想值0） 值越大，偏離理想體積越大,或許大家想知道的是：像圖中這些破爛中面是如何進(jìn)行修補(bǔ)恢復(fù)幾何數(shù)據(jù)的。但是像圖中這樣爛的數(shù)據(jù)建模過(guò)程中一般都不進(jìn)行修補(bǔ)的，它們的建模一般都采用局部網(wǎng)格劃分進(jìn)行的。如在沒(méi)有中面、或中面很爛的地方，就先在實(shí)體表面劃網(wǎng)格，再