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第三章 MOLDFLOW 网格前处理

第三章 MOLDFLOW 网格前处理. 简介. 目的 学习如何从 CAD 系统导入，检查及修正模型 意义 从 CAD 导入大量的模型用以分析 概述 基本步骤 导入 CAD 模型 划分模型网格 检查错误 用 Mesh Repair Wizard 和手动整理网格. 准备有限元网格. Try 2. 准备 CAD 模型. 导入 CAD 模型. Try 1. 设置网格密度，全部 & 局部. 产生网格. 判断网格. 初步网格是否合适？. N. Y. 整理网格. N. 表面网格？. Y. N. 3D 网格？. Y. 产生中平面网格.

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第三章 MOLDFLOW 网格前处理

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Presentation Transcript

  1. 第三章MOLDFLOW网格前处理

  2. 简介 • 目的 • 学习如何从CAD系统导入，检查及修正模型 • 意义 • 从CAD导入大量的模型用以分析 • 概述 • 基本步骤 • 导入CAD模型 • 划分模型网格 • 检查错误 • 用Mesh Repair Wizard和手动整理网格

  3. 准备有限元网格 Try 2 准备CAD模型 导入CAD模型 Try 1 设置网格密度，全部&局部 产生网格 判断网格 初步网格是否合适？ N Y 整理网格 N 表面网格？ Y N 3D网格？ Y 产生中平面网格 产生3D网格 结束 准备有限元网格

  4. In Synergy - must mesh Stereo-lithography (.stl) IGES (.igs, .iges) In MDL - must mesh STEP AP203 (.stp, step) Parasolid * (.x_t, .x_b, .xmt_xmb, .xmb, .xmt) IGES (.igs, .iges) Pro-e * (.prt) Catia * (.catpart) Solidworks * (.sldprt) In Synergy - is meshed Moldflow (.mfl) C-MOLD (.cmf) IDEAS Universal (.unv) Ansys Prep 7 (.ans) Nastran (.nas) Nastran Bulk Data (.bdf) Patran (.pat) Fem (.fem) 准备CAD模型 *需要MDL的个别许可

  5. CAD系统中STL的输出选项 • STL • 弦高 • 角度控制 • 面偏差 • Ascii / 二进制 C = M/(1000 x Q) where: c = 弦高p = 制件表面t = 棋盘格状的表面M = 模型尺寸 (制件边界盒中对角线长度) Q = 制件质量(推荐0.3, 允许范围 0.1至1.0) 精细的 STL 粗糙的 STL

  6. 模型导入 • 进入 • Import按钮 • File  Import • 进入模型所在的文件夹 • 点击文件 • 点击Open

  7. 模型导入-几何 • 网格类型 • 中平面 • 表面 • 3D • 实体几何 • 提取表面 • 整理模型 • 按需要修改网格类型 • 使用MDL –只用IGES • MDL 选项

  8. 模型导入- MDL选项 • 设置 • 转换表面 • 使用Synergy生成网格 • 推荐 • 网格生成 • 使用MDL网格生成器 • 边长 • 自动 • MDL自动决定 • 用户指定 • 用户输入

  9. 模型导入- STL • 网格类型 • 中平面 • 表面 • 3D • 实体几何 • 提取表面 • 整理模型 • 按需要修改网格类型 • 单位 • 按需要修改 • 参考所列的尺度

  10. 局部网格尺寸 • 进入 • Mesh  Define Mesh Density • 上下文菜单 (右击) • 设置 • 几何 • 划分网格前 • 改变密度 • 全部 • 局部 • 预览

  11. 设置局部网格密度 • 在对话框中选择实体目录 • 打开Define Mesh Density对话框 • 点击列表中loop拾取部分实体 • 所选loop为加亮蓝线 • 点击Apply预览 – 依据需要修改 • 网格生成 当整个STL视作实体时不可以直接用STL模型工作

  12. 网格生成 • 进入 • 在study任务栏点击mesh按钮 • Mesh  Generate Mesh

  13. Off 0.1mm 0.2mm 网格生成 – 边长 • 总体边长 • 网格密度的总体控制 • 弦高 • 曲线外部特征控制网格密度 • 使用Preview按钮 • 在划分网格前预览网格密度

  14. 网格生成 – 网格控制 • NURBS Surface mesher • Advancing Front • 默认 • 更多选项 • Legacy • Split-based mesher • 不如advancing front

  15. 网格生成-网格控制 • 表面曲率控制 • 使曲面划分更好的网格 • 近似控制 • 划分比总体边长更小的网格使网格更贴近几何 • 两种方式都打开弦高控制必须设置 没有表面曲率控制 表面曲率控制 没有近似控制 近似控制

  16. 网格生成-网格匹配 • 后处理步骤 • 确保单元均排列整齐

  17. 表面网格划分导向 • 通常不是所有的设置都适合于表面网格划分 • 总体边长 • 使用Preview按钮参考 • 清晰捕捉 • 壁面厚度的变化 • 熔接线 • 其他关键条目 • Fusion up to several times the nominal wall • 3D up to about 2 times nominal wall

  18. 表面网格划分导向 • 弦高 • 默认 0.1 • 用来捕捉圆环边界细节 • 使用preview来观察值的影响 • 网格匹配 • 关闭 • 3D (修改表面网格) • 中平面 • 开表面网格 • 可能产生需要修正的细长条单元

  19. 表面网格划分向导 • 表面曲率控制 • 确保曲面划分更好的网格 • 近似控制 • 确保好的网格贴近表面 • 同时控制 • 弦高须打开 • 主要用于3D模型 • 对于表面网格 • 可能太精细 • 可能降低网格匹配率

  20. 创建3D网格 设置网格类型 设置网格选项 生成网格 检查并修正网格 网格OK？ N Y 结束 3D 网格 • 表面网格整理后 • 设置网格类型 • 右击Fusion图标 • 选择设置网格类型 3D

  21. 3D 网格 • 厚度方向的单元数 • 默认 6 • 最小 4 • 纤维填充建议 8 • 更大的值能捕捉更好的细节 • 层数越多可能需要的表面网格越密

  22. 3D 网格 • 使用表面网格优化 • 整理发现问题的区域 • 转换前表面网格应当整理 • 使用表面网格匹配 • 通过匹配单元来决定内部节点的位置 网格优化修改细长条单元 矮胖制件可能需要关闭匹配

  23. None 0.5 2.0 3D 网格 • 四面体长宽比控制 • 分离层优化及减小长宽比 • 减少单元及减小长宽比 • 节点偏置 • 改变单元层厚度 • 侧壁>1 • 中心层<1

  24. 3D 网格导向 • 使用合适的表面网格 • 边长~厚度的两倍 • 转换前整理模型 • 移除：重叠，相交，自由边等 • 转换前长宽比 • 小于30:1 • 最好接近6:1 • 若3D网格失败 • 察看日志文件 • 修改日志文件中提及的区域 • 使用Mesh Repair Wizard验证网格

  25. 创建中平面网格 设置网格类型 生成网格 清理网格 结束 中平面网格 • 从表面网格清理开始 • 设置中平面网格类型 • 产生网格 • 已有的网格重划分 • 清理网格

  26. 网格生成 • Mesh now • 即时的制件网格划分 • Job Manager • 打开Job Manager • 可以将网格发送到不同的队列中

  27. 网格评估–可视化检查 • 确保网格满足要求 • 改变模型厚度 • 定义好的熔接线 Too Coarse 1004 elements Too Fine 58760 elements About right 8178 elements

  28. 网格评估 – 网格统计 • 网格质量的检查和报表工具 • 实体数量 • 单元边细节 • 方向细节 • 干涉细节 • 长宽比 • 匹配率 • Mesh  Mesh Statistics

  29. Mesh  Mesh Diagnostics 显示指定的网格问题 长宽比 重叠，干涉单元 方向 连通性 自由边，多重边 厚度 出现次数 零面积单元 表面网格匹配信息 冷却分析的其他诊断 放于诊断层 用于修正问题 仅限可视的实体 网格评估-网格诊断

  30. 网格评估- 诊断导航 • 在诊断确认的实体间移动 • 查看诊断时自动显示 • 网格清理非常方便

  31. 网格评估-厚度 • 表面模型厚度自动分配 • 精度检查 • 如果不正确 • 标识出制件中低劣的网格密度 • 可以手动修改单元属性 • 改变不应太大

  32. 网格清理 Mesh repair wizard 网格统计, 有效修改 网格诊断 使用网格修复工具修正 网格统计 N 网格OK? Y 结束 制件清理 • 一旦制件 • 划分 • 评估 • 开始清理 • 自动 • 手动 • 确认清理完毕

  33. 制件清理 - Mesh Repair Wizard • 缝合自由边 • 补孔 • 突出单元 • 退化单元 • 颠倒法线方向 • 修正重叠 • 坍塌面 • 长宽比

  34. Mesh Repair Wizard – 缝合自由边 • 合并自由边上指定公差范围内的所有节点

  35. Mesh Repair Wizard – 补孔 • 创建单元来修补以自由边显示的孔

  36. Mesh Repair Wizard – 突出单元 • 删除由一个多重边和两个自由边组成的单元

  37. Mesh Repair Wizard – 退化单元 • 在容差内合并节点或插入再合并来修正单元

  38. Mesh Repair Wizard – 颠倒法线方向 • 改变网格方向使所有的单元方向一致 • 蓝色面向外

  39. Mesh Repair Wizard – 修正重叠 • 尝试修正 • 干涉 • 单元间相互穿透 • 重叠 • 单元占用相同的区域

  40. Mesh Repair Wizard – 坍塌面 • 红色单元为坍塌面 • 红色单元的节点同时用于对立的面

  41. Mesh Repair Wizard – 长宽比 • 尝试以高于目标的长宽比来修正单元

  42. Mesh Repair Wizard -3D • 转换单元 • 坍塌单元 • 厚度方向加密网格 • 边长比 • 体积比 • 最大长宽比 • 四面体相邻面的最小角度

  43. 使用 Mesh Repair Wizard • 点击 • 显示诊断 • 使用诊断导航来查看问题 • 容差 • 根据需要修改 • 显示诊断查看变化 • 点击Fix或者Next修正

  44. 确认修改 • 在使用Mesh Repair Wizard后 • 检查网格 • 表面或中平面 • 网格统计 • 3D • 再次运行Mesh Repair Wizard

  45. 网格修改工具 • 在工具面板 • 在Mesh  Mesh Tools menu • 工具 • 创建单元 • 网格节点工具 • 网格边工具 • 网格总体工具

  46. 网格修改工具 • 创建单元 • 创建三角形 • 创建梁单元 • 创建四面体 • 网格边工具 • 交换边 • 缝合边 • 补孔

  47. 网格节点工具 插入节点 移动节点 对齐节点 净化节点 匹配节点 合并节点 网格总体工具 重划分区域 光顺节点 定向单元 删除单元 投影网格 总体合并 自动修复 修正长宽比 创建区域 方向一致 网格修改工具

  48. 网格修改工具 • 导航 • 工具选取 • 菜单 • 工具栏 • 工具条 • 网格处理 • 定制 • 一旦选取 • 从组合框中选择 • 使用F2-F12功能键

  49. 网格修改工具 • 实体过滤器 • 任何条目 • 将选择条目中的任一类型或空间的一个坐标 • 节点 • 通过点击节点或带状选择来选取节点 • 大部分工具的默认方式 • 最近节点 • 点击靠近节点的单元来选择节点 • 直接点击节点将无法选取 • 一些工具的默认方式

  50. 创建三角形 • 创建三角形 • 手动选取3个节点 • 新单元的属性默认为相邻单元的属性

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