网格质量检查及复杂几何中面抽取学习教案

1、会计学1网格质量检查及复杂几何网格质量检查及复杂几何(j h)中面抽取中面抽取第一页，共25页。第1页/共24页第二页，共25页。一一.1网格网格(wn )连续性检查连续性检查网格不连续引起的模型不连续，在计算中将导致与实际情况完全不同的计算结果和变形形式(xngsh)。 2D单元可通过检查自由边进行检查 3D单元可通过检查自由面进行检查第2页/共24页第三页，共25页。对于复杂的壳单元的自由边检查，需要仔细的观察adge单元。如下零件(ln jin)，不但需要看正面背面也需要仔细观看。正面(zhngmin)：反面(fnmin)：以下自由边的考察要结合实际情况：尽管该处扇叶周边距离很近，但未与

2、周边连接，因此存在自由边第3页/共24页第四页，共25页。对零件的自由边检查进行以下几点总结：对零件的自由边检查进行以下几点总结：1.自由边的产生可能是抽取出的中面存在自由边的产生可能是抽取出的中面存在(cnzi)较小的残缺（零件几何非边缘存在较小的残缺（零件几何非边缘存在(cnzi)自由边）自由边）自由节点未合并等。自由节点未合并等。2.对复杂几何的自由边进行检查时，自由边线条很多、很乱需要一处一处仔细观看。对复杂几何的自由边进行检查时，自由边线条很多、很乱需要一处一处仔细观看。3.自由边检查可通过模态分析或相关分析相结合进行检查。自由边检查可通过模态分析或相关分析相结合进行检查。adge单

3、元单元(dnyun)是不是很多很乱的是不是很多很乱的样子？样子？第4页/共24页第五页，共25页。4.自由边单元为方便检查模型是运用，检查完毕将其删除。自由边单元形式为plot， 可通过(tnggu)选择单元形式进行删除。5.自由边的检查不能检查出重复单元的存在。合并节点合并节点(ji din)、未合并节点未合并节点(ji din)的重复单元均不能通的重复单元均不能通过自由边检查项检查过自由边检查项检查出来出来第5页/共24页第六页，共25页。对于3d网格的连续性可通过自由(zyu)边检查和自由(zyu)面得检查实现。如下图：Face检查(jinch)存在存在(cnzi)自由面单元，自由面单元

4、，该处不连续该处不连续讨论：在进行四面体网格划分时先在零件外表面划满三角形，对封闭的三角形 进行自由边检查时提示如下： 即封闭的壳单元围成的几何图形是检查不到自由边的。 那么3d网格的连续性检格查是不是可以通过提取自由面再对自由面单元进行 自由边检查是否可检查3d网的连续性？第6页/共24页第七页，共25页。二二.1单元法向的检查单元法向的检查(jinch)与调整与调整在某些有限元分析(fnx)中，要求单元法向必须一致。HyperMesh中通过Normals面板可以显示几何面或单元的法线。 HyperMesh中默认的单元法向是由组成单元的节点按顺序以“右手法则”确定的：单元法向的检查就是(ji

5、sh)将同一组单元法向统一,命令板块如下：第7页/共24页第八页，共25页。讨论：下图零件的法向如何讨论：下图零件的法向如何(rh)调整？调整？如果法向统一不了。那单元上的应力如何分布、对相应(xingyng)的分析有何影响？第8页/共24页第九页，共25页。3.重复重复(chngf)单元的检查单元的检查Hyapermesh中通过check Elems面板(min bn)，检查1D、2D以及3D单元是否存在重复单元。在check Elems面板(min bn)中可以看到Duplicates检查项，即重复单元检查项.完全一致的重复单元被高亮显示，信息栏将显示重复单元的数目。操作面板操作面板(mi

6、n bn)如下：如下：重复单元需要删除。注意，在单元节点未注意，在单元节点未结合的情况下是检查结合的情况下是检查不出重复单元的。不出重复单元的。第9页/共24页第十页，共25页。4.利用利用Check Elems面板检查面板检查(jinch)1D、2D、3D单元的质量单元的质量（一）1D单元质量检查： Free 1-ds 检查一维单元是否(sh fu)含有自由端（1D单元端节点是否(sh fu)连接上) Rigid Loop 检查一组一维刚性单元是否(sh fu)形成环（对RBE3单元无效） Dependency检查焊接和刚性单元是否(sh fu)含有双重依赖（检查主从关系）操作操作(cozu

7、)如下如下:第10页/共24页第十一页，共25页。一些常见的正确一些常见的正确(zhngqu)连接：连接：主主从从从从从从主主从从从从从从主主主主RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2一些常见一些常见(chn jin)的错误连接：的错误连接：主主主主从从RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2RBE2主主主主主主主主主主主主从从从从从从从从从从从从dependencyrigidloops通过检查该处被高亮显示。但该处端点的自由(zyu)符合实际情况。CBARCBARCBAR第11页/共24页第十二页，共25页。（二）（二）2D单元质量检查单元质量检查 2D单元质量检查

8、通常单元质量检查通常(tngchng)在以下两个面板进行：在以下两个面板进行： Check Elems面板面板(min bn)：Qudalityindex面板面板(min bn)：该命令在可在hypermesh中任何模板下使用。注意：该命令在只在hypermesh中hypermesh模板下使用。如果先在NASTRAN模板用该命令进行质量调整再返回hypermesh模板时仍会有质量不合格。第12页/共24页第十三页，共25页。Warpage翘曲度。用于检查四边形单元的翘曲，即单元偏离平面的量。由于三点翘曲度。用于检查四边形单元的翘曲，即单元偏离平面的量。由于三点成一面成一面(y min)，当四边

9、形另外一点与其他三点不在同一平面上时，形成翘曲。翘曲度的定义，当四边形另外一点与其他三点不在同一平面上时，形成翘曲。翘曲度的定义为：依次沿着对角线将四边形分成两个三角形，这两个三角形所在的平面构成夹角的为：依次沿着对角线将四边形分成两个三角形，这两个三角形所在的平面构成夹角的最大值即为翘曲度。最大值即为翘曲度。a1a2Warpage=max a1, a2Aspect长宽比（纵横比）。检查长宽比（纵横比）。检查(jinch)单元最长边与最短边之比。单元最长边与最短边之比。Min Angle、Max Angle用于检查用于检查(jinch)单元的最小角、最大角。单元的最小角、最大角。Length用

10、于检查单元的长度（检查小于某一尺寸的单元）。Chord Dev弦差弦差。对于附着于表面上的单元，弦差为单元各边中点与该点在对应面上的投影点的距离值。如果单元不在面上，Hypermesh推导最有可能生成已有网格的表面形状，然后用这个表面进行投影。第13页/共24页第十四页，共25页。a1a2a3Skew = 90- Min（a1，a2 ，a3 )Skew = 90- Min（a1，a2 )a1a2Skew扭曲角。用于检查单元的扭曲度。如下图所示。三角形单元定义为：单元任意扭曲角。用于检查单元的扭曲度。如下图所示。三角形单元定义为：单元任意(rny)一边中点与对应定点的连线与另两边中点连线的最小夹

11、角的余角，即一边中点与对应定点的连线与另两边中点连线的最小夹角的余角，即Skew = 90- Min（a1，a2 ，a3 )。四边形中扭曲角定义为对应边中点连线夹角中最小角的余角，即。四边形中扭曲角定义为对应边中点连线夹角中最小角的余角，即Skew = 90- Min（a1，a2 )。Jacobin雅克比。壳单元雅克比。壳单元(dnyun)内，积分点最小内，积分点最小Jacobin与最大与最大Jacobin的比值。由于三角形单元的比值。由于三角形单元(dnyun)面内只有一个积分点，其面内只有一个积分点，其Jacobin总为总为1。因此该值用于检查四边形单元。因此该值用于检查四边形单元(dny

12、un)，衡量单元，衡量单元(dnyun)背离理想状态的的程度。值的范围从背离理想状态的的程度。值的范围从0到到1，1表示理想形状，通常该值大于认为是可以接受的。表示理想形状，通常该值大于认为是可以接受的。 Jacobin值小于值小于0表示一个凹面单元表示一个凹面单元(dnyun)，计算不收敛，这在分析中是不允许的。，计算不收敛，这在分析中是不允许的。第14页/共24页第十五页，共25页。（三）（三）3D单元质量检查单元质量检查 3D单元质量检查包含了与单元质量检查包含了与2D定义定义(dngy)相同的检查项，相同的检查项，3D单元的每一个面均以相同的方式进行检查，任何一个面在检查中不合格，该单

13、元的每一个面均以相同的方式进行检查，任何一个面在检查中不合格，该3D单元不合格。单元不合格。3D单元中还新增了一些检查项，单元中还新增了一些检查项，Vol Skew 、Tet Collapse和和Tera AR。Vol Skew 用于检查四面体单元的体积扭曲。对于任意单元，用于检查四面体单元的体积扭曲。对于任意单元，Hypermesh假设假设 定义定义(dngy)了一个过了一个过4个顶点的球体，如下图所示；再依照球的半径，算出一个理想的个顶点的球体，如下图所示；再依照球的半径，算出一个理想的正四面体的体积，该体积为正四面体的体积，该体积为 。3/98r3理想(lxing)正四面体实际正四面体V

14、ol Skew=（理想体积（理想体积-实际体积）实际体积）/理想体积理想体积 Tetra AR用于检查四面体单元。定义最长边尺寸与最短高度的比值。第15页/共24页第十六页，共25页。Test Collapse 用于四面体单元形状用于四面体单元形状(xngzhun)的检查。的检查。Hypermesh计算计算Tet Collapse值是用值是用每个节点到对应面的距离除以对应面面积的平方根，取其中的最小值除以每个节点到对应面的距离除以对应面面积的平方根，取其中的最小值除以1.24.四面体四面体坍塌时，该值为坍塌时，该值为0，具有较佳的四面体形状，具有较佳的四面体形状(xngzhun)时，该值为时，

15、该值为1。Test Collapse)/1.24Ai/min(hi3D单元单元(dnyun)质量检查实例质量检查实例 Tetra AR5值越大，越扁平（理想(lxing)值1） 等于零为平面（理想值0） 值越大，偏离理想体积越大 第16页/共24页第十七页，共25页。第17页/共24页第十八页，共25页。或许大家想知道的是：像图中这些破烂中面是如何进行修补恢复几何数据的。但是像图中这样烂的数据建模过程中一般都不进行修补的，它们的建模一般都采用局部网格划分进行的。如在没有中面、或中面很烂的地方，就先在实体表面划网格，再偏移到中面。最后将所有网格节点连接起来就完成网格的划分。下面是简单几何的处理或

16、许大家想知道的是：像图中这些破烂中面是如何进行修补恢复几何数据的。但是像图中这样烂的数据建模过程中一般都不进行修补的，它们的建模一般都采用局部网格划分进行的。如在没有中面、或中面很烂的地方，就先在实体表面划网格，再偏移到中面。最后将所有网格节点连接起来就完成网格的划分。下面是简单几何的处理(chl)方法及技巧。方法及技巧。第18页/共24页第十九页，共25页。简单几何简单几何(j h)模型的处理：模型的处理：残缺(cnqu)面的修补：去掉(q dio)较小的圆弧面：去掉较小的非螺栓孔：第19页/共24页第二十页，共25页。合理合理(hl)的添线：的添线：未加线之前(zhqin)：添加(tin ji)线之后：未加线之前：添加线之后：第20页/共24页第二十一页，共25页。去掉(q dio)不必要的硬点未去硬点前：去掉(q dio)硬点后：第21页/共24页第二十二页，共25页。适当(shdng)的增加硬点：增加(zngji)硬点后：未加硬点前：第22页/共24页第二十三页，共25页。第23页/共24