網(wǎng)格質(zhì)量檢查及復(fù)雜幾何中面抽取PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1網(wǎng)格質(zhì)量檢查及復(fù)雜幾何中面抽取網(wǎng)格質(zhì)量檢查及復(fù)雜幾何中面抽取第1頁/共24頁一一.1網(wǎng)格連續(xù)性檢查網(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單元可通過檢查自由邊進(jìn)行檢查 3D單元可通過檢查自由面進(jìn)行檢查第2頁/共24頁對(duì)于復(fù)雜的殼單元的自由邊檢查，需要仔細(xì)的觀察adge單元。如下零件，不但需要看正面背面也需要仔細(xì)觀看。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，因此存在自由邊第3頁/共24頁對(duì)零件的自由邊檢查進(jìn)行以下幾點(diǎn)總結(jié)：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

2、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)，自由邊線條很多、很亂需要一處一處仔細(xì)觀看。3.自由邊檢查可通過模態(tài)分析或相關(guān)分析相結(jié)合進(jìn)行檢查。adge單元是不是單元是不是很多很亂的樣子很多很亂的樣子？第4頁/共24頁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)合并節(jié)點(diǎn)、未合并節(jié)點(diǎn)的重復(fù)單元均不能點(diǎn)的重復(fù)單元均不能通過自由邊檢查項(xiàng)檢通過自由邊檢查項(xiàng)檢查出來查出來第5頁/共24頁對(duì)于3d網(wǎng)格的連續(xù)性可通過自由邊檢查和

3、自由面得檢查實(shí)現(xiàn)。如下圖：Face檢查存在自由面單元，存在自由面單元，該處不連續(xù)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提取自由面再對(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？第6頁/共24頁二二.1單元法向的檢查與調(diào)整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Normals面板可以顯示幾何面或單元的法線。 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

4、：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：第7頁/共24頁討論討論：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？第8頁/共24頁3.重復(fù)單元的檢查重復(fù)單元的檢查Hyapermesh中通過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Duplicates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：操作面板如下：重復(fù)單元需要?jiǎng)h除。注意，在單元節(jié)注意，在單元節(jié)點(diǎn)未結(jié)合的情況點(diǎn)未結(jié)合的情況下是檢查不出重下是檢查不出重復(fù)單元的。復(fù)

5、單元的。第9頁/共24頁4.利用利用Check Elems面板檢查面板檢查1D、2D、3D單元的質(zhì)量單元的質(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單元無效） Dependency檢查焊接和剛性單元是否含有雙重依賴（檢查主從關(guān)系）操作如下操作如下:第10頁/共24頁一些常見的正確連接：一些常見的正確連接：主主從從從從從從主主從從從從從從主主主主RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2一些常見的錯(cuò)誤連接：一些常見的錯(cuò)誤連接：主主主主從從RBE2RBE2RBE2R

6、BE2RBE2RBE2RBE2RBE2主主主主主主主主主主主主從從從從從從從從從從從從dependencyrigidloops通過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。CBARCBARCBAR第11頁/共24頁（二）（二）2D單元質(zhì)量檢查單元質(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：單元質(zhì)量檢查通常在以下兩個(gè)面板進(jìn)行： Check Elems面板：面板：Qudalityindex面板：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)行質(zhì)量調(diào)整再返回hypermesh

7、模板時(shí)仍會(huì)有質(zhì)量不合格。第12頁/共24頁Warpage翹曲度翹曲度。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。a1a2Warpage=max a1, a2Aspect長寬比（縱橫比）長寬比（縱橫比）。檢查單元最長邊與最短邊之比。Min Angle、Max Angle用于檢查單元的最小角、最大角。Length用于檢查單元的長度（檢查小于某一尺寸的單元）。Chord Dev弦差弦差。對(duì)于附著于表面上的單元，弦差為單元各邊

8、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。第13頁/共24頁a1a2a3Skew = 90- Min（a1，a2 ，a3 )Skew = 90- Min（a1，a2 )a1a2Skew扭曲角扭曲角。用于檢查單元的扭曲度。如下圖所示。三角形單元定義為：單元任意一邊中點(diǎn)與對(duì)應(yīng)定點(diǎn)的連線與另兩邊中點(diǎn)連線的最小夾角的余角，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)連線夾角中最小角的余角，即Skew = 90- Min（a1，a2 )。Jacobin雅克比雅克比。殼單元

9、內(nèi)，積分點(diǎn)最小Jacobin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。第14頁/共24頁（三）（三）3D單元質(zhì)量檢查單元質(zhì)量檢查 3D單元質(zhì)量檢查包含了與單元質(zhì)量檢查包含了與2D定義相同的檢查項(xiàng)，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

10、不合格。單元不合格。3D單元中還新增了一些檢查項(xiàng)，單元中還新增了一些檢查項(xiàng)，Vol Skew 、Tet Collapse和和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，Hypermesh假設(shè) 定義了一個(gè)過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 。3/98r3理想正四面體實(shí)際正四面體Vol Skew=（理想體積（理想體積-實(shí)際體積）實(shí)際體積）/理想體積理想體積 Tetra AR用于檢查四面體單元。定義最長邊尺寸與最短高度的比值。第15頁/共24頁Test Collapse 用于四面體單元形狀的檢查。Hypermesh計(jì)

11、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)/1.24Ai/min(hi3D單元質(zhì)量檢查實(shí)例單元質(zhì)量檢查實(shí)例 Tetra AR5值越大，越扁平（理想值1） 等于零為平面（理想值0） 值越大，偏離理想體積越大 第16頁/共24頁第17頁/共24頁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。如在沒有中面、或中面很爛的地方，就先在實(shí)體表面劃網(wǎng)格，再偏移到中面。最后將所有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)連接起來就完成網(wǎng)格的劃分。下面是簡單幾何的處理方法及技巧?；蛟S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。如在沒有中面、或中面很爛的地方，就先在實(shí)體表面劃網(wǎng)格，再偏移到中面。最后將所有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)連接起來就完成網(wǎng)格的劃分。下面是簡單幾何的處