从CAD软件导入的几何模型多为设计模型，许多几何特征在有限元中并不关注，如模型中的短边、小孔和圆倒角等几何特征，后续将会影响网格划分质量，需要进行模型简化。另外，由于CAD软件与HyperMesh软件接口中不可忽略的容差，模型导入后，可能会产生曲面丢失、间隙和重合等现象。HyperMesh针对这些问题提供了一系列工具对导入后的几何模型进行清理和修补，从而简化几何模型，提高网格划分质量。
1．几何模型的拓扑显示
进入几何模型编辑面板时，曲面及实体显示自动切换到拓扑模式。图3.28显示了HyperMesh中几何模型组成要素及显示颜色。曲面主要由点（自由点、硬点）、线（自由边、共享边、T形边和压缩边）和面（曲面、平面）等组成；实体由面（边界面、完全分割面和不完全分割面）和实体组成。
图3.28 HyperMesh几何模型及其组成要素
2．几何清理工具
HyperMesh提供的几何清理工具有“quick edit”“edge edit”“point edit”和“autocleanup”等。
（1）“quick edit”面板
“quick edit”面板提供了大量快速编辑几何的工具，可用于分割面、垫圈，改变边的拓扑关系，创建和删除曲面、点，投影点，修剪圆角。单击“Geom”主菜单页下的“quick edit”面板，进入“quick edit”子面板，如图3.29所示。
图3.29 “quick edit”面板
（2）“edge edit”面板
“edge edit”面板用于改变相邻曲面边界的连接状态，可以缝合或分离曲面，压缩或消除多余的边、倒角等。单击“Geom”主菜单页下的“edge edit”面板，进入“edge edit”子面板，如图3.30所示。
图3.30 “edge edit”面板
（3）“point edit”面板
“point edit”面板提供了多种针对点的几何清理工具，包括添加、压缩、替换、释放和投影等。单击“Geom”主菜单页下的“point edit”面板，进入“point edit”子面板，如图3.31所示。
图3.31 “point edit”面板
（4）“autocleanup”面板
“autocleanup”面板能够进行的几何清理操作包括缝合自由边，处理细小曲面，探测几何特征，曲面编辑，特征操作如移除小孔、移除圆角、孔洞周围添加垫圈单元等。单击“Geom”主菜单页下的“autocleanup”面板，进入“autocleanup”子面板，如图3.32所示。
图3.32 “autocleanup”面板
3．几何清理实例
（1）打开模型文件
启动HyperMesh，单击“Open Model”按钮，在安装目录的“tutorials”→“hm”下找到并打开“clip_repair.hm”文件，如图3.33所示。
图3.33 “clip_repair.hm”模型
（2）使用拓扑方式观察模型并通过渲染检查模型的完整性
这一步是为了检查模型是否存在错误的连接关系、缺失或重复的表面。
①在“Geom”主菜单页中选择“autocleanup”面板，此时模型边沿依据其拓扑状态进行渲染。
②单击“Wireframe Geometry”按钮，模型以线框模式显示。
③单击“Visualization Options”按钮，调出视图工具。视图工具控制模型表面和边沿的显示方式，模型表面可以被渲染或线框化，菜单里的复选框控制不同边界和硬点的显示状态。
④勾选“Free”复选框，取消勾选其余复选框。此时，只有自由边（红色线条）显示在图形区，如图3.34所示。自由边表示此处具有不正确的连接关系或是间隙，那些闭环的自由边可能是缺失面。
图3.34 模型中自由边表示表面的不连续
⑤勾选“Non-manifold”复选框，取消勾选其余复选框。此时，只有T形边（黄色线条）显示在图形区。T形边是指一条边被两个或两个以上的面共享。本实例不涉及两个闭合的T形边，说明在这些位置可能含有重复的面。
⑥勾选除“Show line directions”外的复选框，单击“Close”按钮，退出视图工具窗口。
⑦单击“return”按钮，退出“autocleanup”面板。
⑧单击“Shaded Geometry and Surace Edge”，模型以渲染模式显示。
⑨再次调出视图工具，仅勾选“Free”和“Non-manifold”复选框，可以看到模型中有问题的地方被标记出来，如图3.35所示，包含了一个多余面和一个缺失面。
图3.35 多余面和缺失面(www.xing528.com)
（3）删除圆角处的多余面
①按快捷键F2，进入“delete”面板。
②在“delete”面板中单击
左边的下拉按钮，弹出下拉列表，选择“surfs”。
③在图形区选择圆角处的多余面，再单击“delete entity”按钮。
④单击“return”按钮返回主面板。
（4）创建曲面来填充缺失面
①在“Geom”主菜单页中选择“surfaces”面板，再选择“Soline/Filler”子面板。不勾选“Keep tangency”复选框，该选项用于在被选中的曲面边之间创建与之相切的曲面，有助于曲面间的光顺过渡。
②确保对象选择器为“lines”。
③确保勾选“Auto create（Free Edge only）”复选框，“Auto create”选项可以简化缺失面连线的选取过程，一旦选取其中一条线，HyperMesh将自动选取闭环回路中剩余的几条线，然后创建曲面。选取缺失面缺口处的一条边，将自动创建面来填充缺失面。
④单击“return”按钮返回主面板。
（5）设置全局几何清理容差为“0.01”
①按快捷键“O”，进入“options”面板。
②在“Geometry”子面板中将“cleanup tol”设置为0.01，缝合间隙小于0.01的自由边。
③单击“return”按钮返回主面板。
（6）使用“equivalence”工具一次性缝合多个自由边
①在“Geom”主菜单页下选择“edge edit”面板，再选择“equivalence”子面板。
②勾选“equiv free edge only”复选框。
③单击“surfs”按钮，在弹出的选项中选择“all”。
④确认“clean tol”为“0.01”。
⑤单击“equivalence”按钮，自动合并间隙小于“0.01”的自由边。
至此，模型中大部分红色的边被缝合成绿色的共享边，少数自由边未被缝合，是因为其间距大于容差上限“0.01”。
（7）使用“toggle”工具逐个缝合自由边
①进入“toggle”子面板。
②将“clean tol”设置为“0.1”。
③单击任一条红色自由边，当自由边被选中并且间隙小于“0.1”时，从红色变为绿色，间隙大于“0.1”时给出提示。
（8）使用“replace”工具修复余下的自由边
①进入“replace”面板。
②激活“move edge”下面的“line”按钮，选择间隙的一个自由边。此时“retainde edge”下面的“line”按钮被激活，选择另一自由边。
③将“clean tol”设置为“0.1”。
④单击“replace”按钮，弹出提示信息“GAP=（0.200018）.Do you still wish to replace?”。
⑤单击“yes”按钮，执行缝合操作。
⑥单击“return”按钮返回主面板。
（9）寻找并删除所有重合面
①在“Geom”主菜单页下选择“defeature”面板，再选择“duplicates”子面板。
②单击“surfs”按钮，在弹出的选项中选择“displayed”。
③将“clean tol”设置为“0.1”。
④单击“find”按钮，此时状态栏将显示“2 duplicate surfaces were found”。
⑤单击“delete”按钮，删除重复的面。
⑥单击“return”按钮返回主面板。
（10）检查并保存模型
①单击“Visualization Options”按钮，调出视图工具，勾选除“Show line directions”外的复选框。
②在“Geom”主菜单页中选择“autocleanup”面板。单击“Wireframe Geometry”按钮，模型以线框模式显示；可以看到所有的边沿均显示为绿色的共享边，表示模型已被修复成闭合的几何体。
③单击“return”按钮返回主面板，如需保存，则保存模型。
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