原創:方獻軍

 

《方老師語錄》節選

 

房子是應該經常打掃的,

不打掃就會機滿灰塵;

臉就是應該經常洗的,

不洗也就會灰塵滿面。

幾何也是應該經常清理的,

不清理就劃不好網格 😄。

 

【HyperMesh寶典】之幾何修復、清理和簡化 01.gif

 

 
 
 
 
 

小汰做了這麼多期HyperMesh寶典,覺得方老師不僅學識淵博,更是一個喜歡遊歷山水、風趣幽默、妙語連珠的人兒呀哈哈~ 話不多說,我們趕緊開始這期教程吧~

 
 
 
 
 

 

幾何的格式轉換

 

HyperMesh 中的各種幾何功能都是假設用戶只在 HyperMesh 環境下使用該幾何,通常也就是用於劃分網格,如果把 HyperMesh幾何清理得到的曲面匯出給其它 CAD 或者 CAE 軟體使用,很多處理效果會丟失。

幾何的很多問題都是在格式轉換的過程中產生的,因此,如有可能應該盡可能使用 CATIAUG 等原始 CAD 格式,這些原始格式讀入 HyperMesh 得到的幾何通常是可以做到零缺陷的。目前常見的 CAD 軟體的原生格式 HyperMesh 都可以直接讀取,但是讀取 CATIA 格式需要特別的 license 授權,讀取UG格式需要在本機安裝相應版本的 UG 軟體並設置好相應的環境變數,具體方法可以查閱 HyperMesh 的軟體説明。中性格式推薦使用 step 或者 parasolid,儘量少用 iges

因為 HyperMesh 和通用 CAD 軟體的目標不同,所以在進行幾何處理時的側重點也不同。CAD 軟體的曲面是面向設計和製造的,注重特徵的精度,參數化,尺寸等方面,而 HyperMesh 中的曲面是面向網格劃分的,注重拓撲連接關係。

 

HyperMesh 中的幾何曲面的定義

 

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根據操作的目的不同我們人為地將 HyperMesh 的幾何操作可以分為修復、清理和簡化類 ,這期我們就來為大家一下介紹這三類~

 

 

第一部分:擠和修復

 

幾何修復的定義

 

幾何修復:

就是把損壞的幾何修理好,讓曲面恢復到 CAD 軟體中的樣子。

HyperMesh 中我們需要特別注意曲面之間的拓撲關係。拓撲關係錯誤可能是因為 CAD 軟體創建的時候就包含了錯誤(比如重複曲面),也可能是在 CAD 模型在導入過程(需要轉化為 HyperMesh 內部的幾何格式)發生了錯誤。一旦拓撲關係發生錯誤我們就需要進行幾何拓撲關係修復的操作

 

幾何的拓撲連接關係的錯誤

 

幾何的拓撲連接關係可能會發生多少種錯誤呢?答案是只有3種。

1、 相鄰面沒有連接

2、 曲面的重複

3、 曲面的缺失

如下圖所示:

WeChat 圖片_20181123143836.jpg

相應的處理方法如下圖所示:

WeChat 圖片_20181123143840.jpg

 

 

重複曲面

 

重複曲面可以從特徵線的顏色判斷(面的周邊會有很多T型連接邊),HyperMesh defeature 面板也有專門的工具進行搜索。所以,重複面不會給我們帶來太多麻煩

WeChat 圖片_20181123143940.jpg

 

 

缺失曲面

 

缺失曲面有兩種處理方法:

1、如果缺失曲面較大,需要直接使用 surfaces 面板創建一個曲面

2、如果確實曲面很小,可以使用 toggle 或者 edge edit 裡面的 replace 功能

 

 

連接關係錯誤

 

1、 如果有大量這類問題(通常是格式轉換造成的)可以先使用 edge edit 裡面的 equivalence 功能批量處理,由於這時我們無法詳細瞭解問題所在位置,需要將容差設置為單元尺寸的1%以下。

2、 對於剩下的少數間隙較大的位置,可以將容差增加到單元尺寸的10%~20%,使用 toggle 進行逐個處理。注意 toggle 會保留滑鼠點擊的那條邊。

3、 對於更大的間隙,我們會選中 replace 進行手工調整,這時我們可以把容差調整到和單元邊長一個數量級,但是要時刻注意是否造成了曲面的破壞

 

 

案例分享

 

要快速準確地進行曲面修復,關鍵在於理解問題產生的原因。

比如下圖中的這個問題,很多初學者會直接使用 toggle 進行處理:

WeChat 圖片_20181123143944.jpg

結果如下(變成了藍色的壓縮邊)

WeChat 圖片_20181123143947.jpg

正確的處理方法是使用 edge edit 中的 replace 功能,結果如下:

WeChat 圖片_20181123143949.jpg

這裡實際上是需要進行交切,然後刪除多餘的小面,toggle 不能處理T型連接的問題

 

 

第二部分:幾何清理

 

幾何清理的定義

 

幾何清理:就是把“髒”的幾何清理 “乾淨”,主要的目標是使幾何變得規則,容易劃分網格。具體而言幾何清理就是通過對曲面和邊進行分割和合併,把不規則的面變成較小的規則的面

 

幾何清理有5種操作:

 

 

操作1:共享邊→壓縮邊,相當於合併兩個相鄰曲面

 

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操作2:切割曲面

 

WeChat 圖片_20181123143956.jpg

 

 

操作3:添加硬點,相當於分割邊

 

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操作4:删除硬點,是添加硬點的反操作

 

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操作5:替換硬點

 

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HyperMesh 的網格劃分演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格劃分演算法。4種映射演算法對應的網格排列方式如下

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實際上,大家很容易看出來,真正的可映射形狀只有四邊形一種,其它幾種只不過是HyperMesh後臺自動分割成了四邊形而已,分割的情況如下

WeChat 圖片_20181123144010.jpg

 

實例

實際的曲面千變萬化,但是我們總是可以分割成較為簡單的形狀的組合,比如下面這個形狀

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可以分解為兩個更簡單的曲面

WeChat 圖片_20181123144016.jpg

這樣一來左右兩部分都變成了可以映射的形狀

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圓環面

 

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我們可以處理成兩個環形的四邊形:

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網格如下:

WeChat 圖片_20181123144030.jpg

 

 

帶圓孔的不規則曲面

 

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以下是一個通過幾何清理改善單元排列方式的完整例子

 

 

第三部分:幾何簡化

 

幾何簡化定義

 

幾何簡化:

就是把複雜的特徵變成簡單的特徵,一般是把劃分網格不需要的小特徵刪掉。

具體而言又可以分為去除曲面圓角、去除曲線圓角、去除 logo

 

去除曲面圓角

 

這是最常見,但也是最難處理的,因為很多圓角無法自動去掉。

簡單的情況可以使用 defeature 面板直接刪除。

下圖中可以選中曲面後輸入半徑進行搜索

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也可以直接點擊 find 跳過搜索,然後手工選中要去除的圓角。

複雜的情況需要使用曲面編輯工具進行處理。具體做法是先刪除圓角曲面,然後通過 extend 延伸連接相鄰曲面。注意要先對被延伸曲面的邊界進行平整以免延伸失敗

 

去除曲線圓角

 

去除曲線圓角:也可以用於去除倒角,一般只會用於去除半徑很小的圓角。

可以使用 defeature 面板直接刪除,該功能在 F11 中也可以使用。以下是演示視頻

 

去除Logo

 

BatchMesher 可以自動按照參數進行 logo remove 的操作。

如果希望手工進行操作,步驟如下

 

 

Step1:導入幾何

 

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Step2:删除 solid,只保留 surfaces

 

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Step3:删除 logo 曲面

 

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Step4:使用 untrim/surfaces 封閉周圍曲面

 

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這一講的就說這麼多啦,下一講將介紹網格劃分部分的內容,敬請期待~

【HyperMesh寶典】之幾何修復、清理和簡化 02.gif

 
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