面向CAE的網(wǎng)格模型微小特征處理.pdf

1、工程分析是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中評價設(shè)計(jì)正確性的重要步驟。通常我們利用CAE軟件（如NASTRN，ANASYS等）對來自CAD軟件的產(chǎn)品模型進(jìn)行分析計(jì)算從而確定設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、應(yīng)力等指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求。與CAD模型相比，CAE過程更關(guān)注模型的結(jié)構(gòu)、形狀，而不是設(shè)計(jì)過程和產(chǎn)品細(xì)節(jié)。在CAE前處理中，對于CAD模型中細(xì)小的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，如孔、圓角以及建模過程中形成的小曲面等，往往需要進(jìn)行處理。本文針對CAE過程中的特點(diǎn)，通過對三角網(wǎng)格模型中微小特征的識別

2、和處理，將圓角、斜面、小孔等通過處理轉(zhuǎn)化或重建為尖銳特征，生成適合CAE分析需要的網(wǎng)格模型。本文的研究工作包括以下幾方面：
　　 (1)研究了孔、圓角的特征識別技術(shù)。首先通過鄰域信息判斷三角面片是否為特征面片，鄰域信息是判斷三角面片是否為特征面片的三角面片集合，每個三角面片都對應(yīng)一個面片集合，該集合是三角面片周圍鄰近的三角面片集合，然后通過三角面片集合信息判斷當(dāng)前三角面片是否為特征面片。與傳統(tǒng)特征識別算法相比，本算法不用迭代，實(shí)

3、驗(yàn)結(jié)果證明本算法簡捷，能夠快速識別出孔、圓角等網(wǎng)格特征。
　　 (2)研究了法矢濾波技術(shù)，提出了一種基于非特征面的法矢濾波算法，算法將非特征面法矢與特征面法矢的點(diǎn)積做為面片濾波權(quán)值，將面片按照權(quán)值依次從大到小排列，根據(jù)算法規(guī)則，權(quán)值大的面片在特征區(qū)域的邊緣，而權(quán)值小的面片在特征區(qū)域中心，由此可知濾波從特征面片邊緣區(qū)域開始，一直收縮到特征區(qū)域中心。本文提出把面片權(quán)值與濾波的順序連接一起，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在特征識別的基礎(chǔ)上，本文算法能

4、使特征面片比較均勻的分布在特征線兩側(cè)。
　　 (3)網(wǎng)格模型孔洞修補(bǔ)。首先進(jìn)行網(wǎng)格特征簡化操作，定位并刪除網(wǎng)格孔洞，然后利用邊界邊的信息查找到邊界點(diǎn)，最后對邊界點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)面操作。傳統(tǒng)的方法是建立一個邊界邊數(shù)組，然后查找邊界點(diǎn)，本文的創(chuàng)新之處是利用點(diǎn)的鄰接面信息查找邊界點(diǎn)，而不用查找邊界邊，經(jīng)過修補(bǔ)操作，原始網(wǎng)格模型已調(diào)整為封閉的、連續(xù)的、符合FEA分析的網(wǎng)格模型。
　　 本文研究工作的主要創(chuàng)新包括：
　　 (1)針

5、對CAE過程的特點(diǎn)，創(chuàng)造性的提出將三角網(wǎng)格模型微小特征的銳化處理過程融入到CAE的前處理中，提高了CAE分析的交互性。
　　 (2)提出一種改進(jìn)的特征區(qū)域識別算法。本文采用基于鄰域信息的特征面片識別算法，與傳統(tǒng)算法比，鄰域信息是指所有與當(dāng)前三角面片共享頂點(diǎn)和共享邊的面片子集，因而能夠快速、準(zhǔn)確的識別特征區(qū)域。此方法的效果是能夠?qū)⑻卣鲄^(qū)域的面片法矢從特征邊緣區(qū)域計(jì)算到特征中心區(qū)域，因此能夠保證濾波的順序和有效性。
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