基于八叉树的铸造前处理网格剖分算法研究

基于八叉树数据结构,开发了一种自适应网格剖分算法。该算法以STL文件模型为根节点进行空间分割,通过递归计算并设定剖分停止临界条件产生非平衡树,从而能对复杂模型的复杂形状部位进行自适应的深度剖分。开发出的相应程序对几何模型文件进行计算和数据分析,最终能够产生质量较高的八叉树非均匀网格。     

基于有限差分非规则边界网格剖分技术

有限差分法广泛用于铸造过程中流场和温度场的模拟,而对复杂实体进行更为准确、快捷的三维网格划分对铸造过程模拟十分重要.本文在传统FDM结构化网格剖分算法基础上,开发出对实体边界区域采用20点坐标定义的不规则凸多面体网格进行离散的非规则边界网格剖分程序.剖分实例证明,这种剖分算法可以为大型、复杂的铸件铸造过程数值模拟提供更为准确的计算网格,可有效地消除传统有限差分剖分算法阶梯型边界网格近似边界区域所引起的计算误差.     

复杂铸件Delaunay三角剖分方法及其在华铸CAE的应用

铸造工艺的模拟仿真需要对铸件几何模型进行网格剖分,复杂铸件剖面采用合适的Delaunay三角剖分能极大简化运算。采用了生长式的点插入三角剖分方法,并证明了其严格符合Delaunay三角剖分准则。新的三角剖分方法对复杂铸件剖面剖分后得到的三角网格近似等边三角形,该算法已成功应用于华铸CAE软件中。     

挤压铸造数值模拟前处理技术研究

开发了一种用于挤压铸造数值模拟的前处理程序,成功应用于挤压铸造壳体的前处理网格剖分.研究了OPen-GL图像处理关键技术,实现了图像的快速绘制,消除了"隐线",得到了优质图象显示.采用"微颤动法"偏移了奇异点,并修补了STL文件的"孔洞"缺陷,实现了对实体均匀网格剖分离散化处理.网格剖分结果表明,该前处理系统是可靠、有效和实用的.     

三维全六面体网格自适应加密技术

工程数值模拟中有限元三维六面体网格自适应剖分技术是目前研究的热点之一.模型网格的生成与其几何拓扑特征和物理特性有直接关系,为更真实地反映几何形体的外部特征,提高有限元分析的精度和效率,在曲率变化较大和有应力集中的局部区域应对网格加密剖分.文章提出了一种改进的栅格法-零厚度表层法,能够自动生成全六面体基础网格,研究给出了一套新的简单有效的模板,实现了三维全六面体网格的局部协调加密,并给出了相应的数据结构和算法的实现步骤.实例表明,该算法实用性强,效果良好.     

基于边界裁剪的初始坯料网格剖分算法

有限元动力显式算法中,初始坯料网格应具有良好的单元形态和尽可能大的最小单元尺寸,否则会严重影响求解计算的精度和速度,而传统二维平面有限元网格剖分算法无法满足动力显式算法对初始坯料网格的特殊要求.本文针对传统剖分算法的不足,提出了基于边界裁剪思想的初始坯料网格生成算法,可以有效保证网格良好的单元形态和最小单元边长要求,不合格单元较传统剖分算法减少40%以上.该算法具有实施简单、计算效率高等特点,并已成功应用于Fastamp软件的冲压成形全工序模拟模块中,取得了良好的应用效果.     

基于STL的切片线扫描法网格剖分技术

建立了运用切片线扫描法对STL文件格式实体进行网格剖分的算法,在处理奇异点方面,采用了合理方法.基于该算法开发了能对任意复杂实体进行三维网格剖分的程序.实例剖分结果表明,该方法的剖分效率高,并能保证剖分精度.     

板料成形有限元模拟中自适应三角形网格的研究

针对非规则几何区域的有限元网格剖分,提出了栅格法与推进法结合的新的三角形自适应剖分算法、三角形单元网格的动态自适应加密和聚合算法和基于板料模具穿透量的加密判据和基于法矢量的聚合判据,实现了空间三角形单元网格的划分、自适应加密、动态聚合和重划分.     

基于STL实体模型的新网格剖分法与软件开发

提出了一种基于STL实体模型的新网格剖分方法，其主要思想是：首先沿Z轴方向进行分层剖分，每一个分层平面与模型相交会产生若干封闭的二维轮廓线区域，然后利用扫描线填充算法对二维轮廓线区域进行填充即可完成整个模型的网格剖分。在此基础上又进而开发了相应的网格自动剖分软件。     

基于非均匀网格模型的压铸充型过程的数值模拟

压铸充型过程数值模拟比较耗时,传统的充型过程的数值模拟采用均匀网格模型,为了保证铸件最薄处的精度,则要采用小的网格单元,这大大阻碍了充型过程数值模拟的实际工程应用.采用非均匀网格技术来进行压铸充型过程的数值模拟,利用基准件来验证了其模拟结果的准确性,并与基于均匀网格模型的模拟结果以及模拟所需时间进行了对比.实际应用表明采用非均匀网格技术可以有效地控制网格数,减少模拟所需的时间,从而使充型过程的数值模拟更能满足实际工程应用.     

平板焊接有限元分析过渡型网格自动生成技术分析

为了很好的完成自编程焊接有限元模拟仿真,需要高精度网格模型. 采用过渡性网格实现对焊缝区、热影响区、母材区的非均匀网格划分,来保证焊接有限元模拟中的精度及效率的常用. 利用前沿推进的二维网格划分策略,结合多层次扫掠法拉伸的三维网格生成方法,构建了一种适用于焊接有限元模拟的网格自动划分方法. 在充分研究焊接有限元计算的网格划分特点的基础上,制定了焊接接头区过渡算法并编制了相应的图像绘制程序. 经计算测试表明,该种多层扫掠结构能有效保证两个方向过渡,提高网格过渡效率.     

金属凝固模拟程序网格剖分模块技术研究

网格剖分是金属凝固模拟程序的重要功能，其生成的三维直角六面体网格为运用有限差分法进行数值模拟计算提供铸件和铸型等实体的空间位置信息。网格剖分模块的关键技术有：STL切片法；将切割面偏移微小量，避免处理奇异点；网格(实体)经过变换矩阵实现轴测投影以及单个网格的可见面判断，整体网格的画家算法消隐观察等。经验证，这些技术的应用能高效地实现网格剖分的功能并可直观地显示网格剖分的结果。     

A new non-uniform elements method for temperature field simulation

A new technique for thermal field simulation of castings using a non-uniform elements method based on Finite Difference Method (FDM) is proposed. It is an improvement on the uniform elements method, which is now used in our modelling software package. In this new method, the elements in the casting/mould system are classified into two types—coarse and fine. Assumptions and principles used to distinguish coarse and fine meshes, together with the flow chart of the algorithm and a 2-D example, are given. 3-D FDM heat conductive equations of two types of mesh are deduced. The technique has been applied in practical simulation and an example is presented. Calculated results are in good accordance with practical production and those from the uniform elements method, but computing time is greatly shortened. So this non-uniform elements method has good prospects for future application and can be of benefit to the Computer Aided Engineering (CAE) technology used in the foundry industry.     

复杂铸造工艺装配体有限元网格划分关键技术研究

铸造CAE技术是预测铸造缺陷、改进铸造工艺的有效方法,但其应用推广仍受到有限元网格划分技术的制约,许多复杂铸造工艺因为无法顺利地生成出合格的有限元网格而不能进行铸造CAE计算分析。本文提出了一种适用于任意复杂铸造工艺的有限元网格生成方法,并详述其中用到的关键技术和方法,包括隐式曲面几何描述方法、有限元网格尺寸智能化计算方法,以及有限元网格自动生成和网格质量优化方法。基于此算法,开发了有限元四面体网格划分前处理模块,能够为复杂铸造工艺的几何模型一键生成合格有限元网格,为铸造CAE技术的进一步推广和应用提供重要的技术保障。     

板料成形模拟中全四边形网格单元生成新方法——法线法

提出了一种用于板料成形模拟的全四边形网格单元生成的法线法，该方法是基于四叉树法基础上，既保持了用四叉树法生成的网格中间单元形状较好和对任意边界适应性强的优点，同时又克服了边界单元质量不好的缺点，该方法可以生成全四边形单元，已用于板料成形模型初始毛料的网格划分，而且网格质量较好，速度比其它方法都快。文中介绍了实现它的步骤和算法。     

铸件三维有限差分网格剖分技术研究

在分析三维STL文件格式数据结构的基础上，详细介绍了网格剖分技术。在处理奇异点方面采用了合理的方法来避开，所生成的三维直角六面体网格为金属凝固数值模拟采用有限差分法计算提供了铸件和铸型实体的空间位置信息，并给出适用于任意复杂铸件形体的三维网格剖分程序，通过实际应用证明了程序的实用性。     

基于STL的切片法有限差分网格剖分的研究

铸件及铸型实体的三维网格自动剖分是金属凝固模拟按实际形状顺利进行的前提条件。应用将剖切面偏移奇异点的“切片法”对STL文件进行网格自动剖分，所生成的三维直角六面体网格为金属凝固数值模拟采用有限差分法计算提供了铸件和铸型实体的空间位置信息。该方法原理简单、编程实现快捷、适用于剖分任意形状的实体，是一种高效、高精度的剖分方法。     

四边形单元网格生成和实现方法

The mesh generation approaches of quadrilateral elements,which are oftern used to solve 2D problems in the metal plastic forming simulation,are reviewed here ,including mapped element method,conversion element types method,paving element method and looping element method.Considering some factors,such as the quality of elements,the difficulty of realization and the automation of generation,looping element method is qualified as a good mesh generation method of quadrilateral elements.     

四边形单元网格生成与实现方法

根据金属塑性成形数值模拟的特点,综述２Ｄ问题常用的单元类－－四边形单元几种主要的生成方法,包括映射单元法、三角单元转换法、Ｐａｖｉｎｇ单元法和Ｌｏｏｐｉｎｇ单元法。综合考虑了单元网格质量,算法实现的难易和自动化程度等因素后,提出Ｌｏｏｐｉｎｇ单元法是一种较好的四边形单元网格生成方法。