几何修复与简化不光是CAD工程师的基本功,也是CAE工程师的基本功。本文通过手动修复——快速修复——自动修复的三个案例,涵盖了主要使用的几何修复工具,让用户能快速学会几何修复功能,并能举一反三。
手动修复是最简单的,但是也是最慢的,这个过程有利于读者熟悉各命令的使用方法。先以一个简单几何为例,这个几何模型是在官方文件上稍作了修改。
Step1 打开与检测模型
打开HM软件,选择默认的HM环境。打开surfs_edit.hm文件。
打开模型后,第一步测量下模型尺寸是否正确,由于使用Geom——distance或length测量临时节点距离或直边距离,通过按住鼠标左键,移动到边线上直到边线变白,点击边线任意位置即可创建临时节点。如果比例不对需要通过Tool——scale缩放几何。
通过by topo显示模型,可以通过颜色直观地看到模型缺陷。
Step2 封闭面
使用曲面工具封闭开放面。
使用edge edit中的替换边或quick edit中的替换点工具封闭缝隙。如果容差设置小于缝隙距离但是在同一数量级,会跳出提示框,点击yes即可封闭间隙。
注意此处缺失面的边线并未封闭,但是也可以使用曲面工具来修复。
打开硬点显示,使用quick edit中的替换点工具封闭上端三角缝隙。
使用quick edit中的抑制边工具压接错误共享边。
使用Geom——defeature删除直径4mm以下的孔,删除孔后,会在孔中心留下一个硬点代替。
使用defeature删除半径2mm以下的面圆角。
使用defeature删除半径3mm以下的边圆,操作同上,先查找再删除。
删除边圆角也可以使用quick edit——trim-intersect功能,在两条直边上各选择一个节点,就能删除它们之间的边圆角。或者使用surface edit——untrim——selected trim lines of surface。设置为extend,直接选择边圆角或倒角,点击untrim即可快速删除,可以一次选多个圆角或倒角。
使用quick edit删除切割线,如果无法上删除可以使用抑制边功能。
最后,使用quick edit——add/remove point删除不必要的硬点,左击为添加,右击为删除。也可以使用point edit——suppress——multiple points通过框选来批量删除硬点。
至此,模型修复与简化完成。
以一个官方模型为例,学HM的同学都逃不开这个经典案例。
Step1 打开与检查模型
打开HM软件,选择默认的HM环境。打开surfs2.hm文件。
打开模型后,第一步应该测量下模型尺寸是否正确,由于使用Geom——distance或length测量临时节点距离或直边距离,如果比例不对需要通过Tool——scale缩放几何。
使用by topo显示,可以发现模型为曲面模型,包含多条为共享成功的边、缺失面、重复面,错误面等。
Step2 删除重复面
使用Geom——defeature,按下图设置查找重复面并删除。
Step3 修复共享边
使用Geom——quick edit——toggle edge工具,容差改为0.1,逐一点击共享边显示为红色的边线。
也可以使用Geom——edge edit——equivalence工具快速修复错误共享边,surfs选择所有面,容差设置为0.1,点击equivalence即可修复。
Step4 修复缝隙
使用Geom——quick edit——toggle edge或Geom——edge edit——replace修复狭长缝隙。注意,如果容差设置大于等于缝隙宽度将直接修复,小于缝隙宽度但是在同一数量级时程序会提示是否修复,比缝隙宽度小一个数量级以上时将无法修复也不会提示。
也可以使用Geom——surface edit——extend,选择需要延伸的两个面,点击extend即可自动延伸对齐。
Step5 修复缺失面
上一例中说过使用曲面功能修复缺失面,其实对应封闭自由边(红色)的缺失面,也可以使用Geom——quick edit——filler surf点击其中一条边快速修复。
Step6 修复顶点
使用Geom——quick edit——replace point修复错误顶点。
Step7 拓扑检查
看上去所有边都以正确颜色显示了,但是还是应该检查下,以topo方式显示,只显示线框,不显示顶点、不显示共享成功(绿色)的边。
这样可以检查细小短边,使用Ctrl+中键居中显示后能快速找出。通过Geom——quick edit——toggle edge修复。注意如果在Step3中使用Geom——edge edit——equivalence就不会存在细小短边。
Step8 填充实体(选作)
曲面修复后形成了封闭空腔,用户可以填充为实体,也可不处理,因为封闭曲面也能抽中面。填充实体命令在Geom——solid下,topo显示下,曲面显示为不透明灰色,实体显示为透明绿色。
批量简化常用autocleanup工具,比例删除加凸筋、孔、圆角、LOGO等。
Step1 打开与检查模型
打开HM软件,选择默认的HM环境。导入solid_edit几何模型。使用distance或length测量模型尺寸是否正确。
Step2 测量要简化的特征
使用distance或length测量凸筋高度、LOGO高度、圆角半径、孔半径等。
Step3 自动简化
点击autocleanup工具,点击edit parameters编辑参数。
凸筋参数如下,删除高度(或)<3的凸台。
圆角参数如下,删除半径<2,弧长<10的面圆角
孔参数如下,删除半径<4的孔
LOGO参数如下,删除尺寸<30,高度<3、槽深<2的LOGO,设置完成后点击OK,返回autocleanup面板。
在surfs框中选择all,点击面板autocleanup按钮,即可自动删除这些特征。
CAE工程师也有必要学习几何建模与简化修复模型,只是没必要将太多精力花费在CAD几何模型上。当然甲方或者供应商提供的条件有限的几何模型,作为技术员也是无权要求重建模型。