3.1.3 修補(bǔ)幾何部件

將CAD模型導(dǎo)人到ABAQUS/CAE中時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)短邊、小面、尖角或幾何缺陷(例如縫隙)，這些都會(huì)妨礙劃分網(wǎng)格。此時(shí)可以使用Part功能模塊中的幾何修補(bǔ)工具(ge-ometry repair)修補(bǔ)這些缺陷。ABAQUS/CAE 以特征的形式保存這些修改操作，可以對其進(jìn)行重命名、刪除或抑制等操作。

【常見問題3-4】

ABAQUS/CAE 提供了多種幾何修補(bǔ)工具，使用時(shí)應(yīng)注意哪些問題?「解 答」

在Part 功能模塊中單擊菜單 Tools→Gecmetry Repair，就可以使用幾何修補(bǔ)工具。在使用時(shí)應(yīng)注意運(yùn)用以下技巧。

1) 使用診斷工具可以發(fā)現(xiàn)幾何部件存在的問題，例如無效(invalid)或不精確(im-precise)的部分、自由邊、短邊、小面和尖角，【常見問題3-5】給出了一個(gè)實(shí)例。

2) 使用顯示組(displaygroup)可以隱藏或顯示部件的某個(gè)面(face)或部分實(shí)體(cell)。

3)不要一次修補(bǔ)太多部位，而應(yīng)該逐步進(jìn)行修補(bǔ)。

4)如果直接刪除三維實(shí)體(solid)的面，三維實(shí)體就會(huì)變?yōu)闅?shell)部件。如果需要?jiǎng)h除面，應(yīng)使用修補(bǔ)工具中的Replace faces、Repair sma!l edges 或Repair small faces 工具進(jìn)行操作。

5)小倒角附近的區(qū)城會(huì)生成很細(xì)的網(wǎng)格，增加計(jì)算時(shí)間。如果這些倒角不在關(guān)心區(qū)域，對計(jì)算結(jié)果影響很小，可以用修補(bǔ)工具去除它們(即，將倒角改為兩個(gè)相鄰的面直接相交)，以避免不必要的細(xì)化網(wǎng)格。具體的操作方法為：使用修補(bǔ)工具中的Replacefaces，單擊要去除的圓角，在窗口底部的提示區(qū)中選中Extendedneighbouringface8。6)如果兩個(gè)面在相交處大致是相切的，可以將其合并為一個(gè)面。具體的操作方法為:使用修補(bǔ)工具中Replaceaces(用于合并較大的面)或Replacesmall faces(用于去掉小面)。

7) 如果需要對部件進(jìn)行分割(partition)操作，應(yīng)該在修補(bǔ)操作完成后進(jìn)行，否則分割操作可能會(huì)失效。

8)單擊菜單Part→Manager，可以在Part Manager 對話框中看到各個(gè)幾何部件是否有效，如圖3-1所示。對無效的幾何部件進(jìn)行修補(bǔ)操作后，可以在PartManager對話框中單擊Update Validity按鈕查看修補(bǔ)后的部件是否已經(jīng)變得有效。

圖3-1兒何模型有效性檢查

提示：對于復(fù)雜的幾何部件，檢查其有效性會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間，建議在完成全部修補(bǔ)操作后再進(jìn)行這項(xiàng)檢查。

【常見問題 3-5】

將一個(gè)三維CAD模型導(dǎo)入ABAQUS/CAE來生成幾何部件，在為其劃分網(wǎng)格時(shí)，出現(xiàn)如圖3-2所示的錯(cuò)誤信息，應(yīng)如何解決?

「解答」

應(yīng)首先找出部件中無效的部位，然后進(jìn)行幾何修補(bǔ)。對應(yīng)的ABAQUS/CAE操作如下:1)在Part功能模塊中，單擊菜單Tools→Query，選中 Geometry diagnostics，在彈出的對話框中選擇Invalid entities:Errors，單擊Highlight，視圖區(qū)將以紅色高亮顯示無效的部位。在本實(shí)例中，看到有一個(gè)頂點(diǎn)被高亮顯示(圖3-3中的黑色圓點(diǎn))。

圖3-2.錯(cuò)誤信息：invalidgeometry(幾何部件無效)，無法劃分網(wǎng)格

圖3-3 幾何部件上的無效部位

放大顯示這個(gè)無效部位，查看是否有微小的縫隙之類的幾何缺陷。如果看不到明顯的缺陷，可能是由于幾何模型本身存在的數(shù)值誤差或內(nèi)部錯(cuò)誤而導(dǎo)致此部位無效。

3) 單擊菜單Tools→Geometry Repair，在彈出的Geometry Repair 對話框中可以看到多種可供選擇的幾何修補(bǔ)工具，下面介紹其中兩種常用的修補(bǔ)方法，讀者可以根據(jù)具體模型進(jìn)行合理選擇。

①合并相鄰的面：在GeometryRepair對話框中將Category設(shè)為Face，然后選擇Re.

place faces，將無效區(qū)域附近的各個(gè)相切的面合并為一個(gè)面。

②刪除并重建無效的面:在 Geometry.Repair 對話框中將Category設(shè)為Face，然后選擇Removefaces，刪除無效區(qū)域的面(這時(shí)此部件就不再是一個(gè)三維實(shí)心體，而是由各個(gè)表面所構(gòu)成的殼體):再選擇Createface，選擇所刪除面的各條邊，重新創(chuàng)建這些面:然后將Category 設(shè)為 Part，選擇 Solid Gom shell，選中整個(gè)部件的所有面，將殼部件恢復(fù)為實(shí)體部件。

4）在如圖3-1所示的對話框中單擊Update Validity 按鈕，更新此部件的有效性。

5）回到Mesh功能模塊，重新嘗試劃分網(wǎng)格，如果仍然出現(xiàn)如圖3-2所示的錯(cuò)誤信息可以重復(fù)步驟1)~4)的操作，直到所有無效部位都被修復(fù)為止。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS有限元分析常見問題解答》，侵刪）

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