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文档简介

1Altair

HyperWorks

12.0有限元分析前后处理(HyperMesh+HyperView)2DMESHINGTrainer’sNameMonth

XX,

20122Copyright

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reserved.第三章:HyperMesh

Desktop介绍3) 2D

网格划分Automeshing(自动划分网格)网格质量检查和编辑BatchMeshing(批量网格划分)问题与答案3Copyright

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reserved.什么是Automeshing?改进拓扑关系:小提示划分部件浏览整个部件来寻找不佳的网格划分模式用单元质量检查工具来找到质量较差的单元Check

elems面板,QI面板等用(un)suppress工具压缩边界:用suppress将小碎面压缩成一个面有时候先将所有边压缩,再将不需压缩的边取消压缩将是个不错的办法在增加硬点之前先压缩所有硬点释放尽可能多的硬点,只留下需要的。经验!没有一个固定的设置流程,所以经验是改进拓扑关系的关键因素。automesh面板可以在现有表面上创建面网格允许快速生成网格大多数CAD软件中的零件会以曲面的形式导入Automeshing允许所有曲面一次性划分正确的几何连接关系确保正确的网格连接关系Copyright

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reserved.Automeshing(自动网格划分)是什么?Automeshing(自动网格划分):HyperMesh中的automesh功能允许快速的在一个面或者多个面上生成网格。automesh面板中有许多高级选项,能使用户高水准控制最终生成的网格。4Copyright

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reserved.Automeshing-拓扑关系对网格的影响曲面边界控制相邻曲面上的网格如何相互作用:两个面之间的自由边网格划分时节点沿边界排布网格是不连续的;沿着自由边的节点没有融合(右图中节点只用于说明是分离的)5552233两个面之间的共享边网格正确连接;沿着共享边的节点是融合的网格划分时节点沿边界排布Free

edges自由边(red)Shared

edges

共享边(green)55522335

5Copyright

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reserved.Automeshing-拓扑关系对网格的影响曲面边界控制相邻曲面上的网格如何相互作用:两个面之间的压缩边此类边界被忽略;节点不沿着边界排布被认为是一个面;该边界上没有线或者节点3个面之间的T型边网格已经正确连接,沿着T型边的节点是融合的5555554335

33

4

5Suppressed

edges压缩边(blue)6T-junction

edges

T型边(yellow)网格划分时节点沿边界排布Copyright

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reserved.网格自动划分-拓扑关系影响网格划分压缩边界 切割几何 删除硬点添加硬点取代硬点After7BeforeCopyright

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reserved.Meshing

Methods网格划分方法:用固定网格尺寸划分曲面或已存在的网格•••在划分网格过程中优化生成网格的QI值指定特定的网格划分参数来限制网格与几何边界的偏离程度限制网格与几何表面的偏离程度••Rigid

Body网格划分的方式将导致较低的网格质量,但是能够准确的模拟表面的形状Automeshing-Automesh

面板Automesh面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)8Copyright

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reserved.Automeshing-Automesh

面板Meshing

Mode网格划分模式:•–使用automesh

面板的设置自动生成网格•–如同automatic;同时打开网格划分交互界面来交互地编辑网格Automesh面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)9Copyright

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reserved.Mesh

Parameters网格划分参数:••需创建网格的目标尺寸需创建网格类型•–主要为四边形网格;如果需要将使用三角形网格•–等边三角形(60-60-60)网格••••同时使用四边形与三角形网格来划分,尽可能生成直线型网格等腰直角三角形(45-45-90)网格仅生成四边形网格Advanced

选项允许选择可映射成简单几何形状的网格类型(mappedtype)或者不可映射成简单几何形状的网类型(free

type)Automeshing-Automesh

面板QuadsMixedTriasR-triasAutomesh面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)10Copyright

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reserved.Automeshing- Automesh

面板•

选择哪些面需要划分网格选择目标component:••

生成网格将放置于当前的component中

生成的网格将被放置于被划分面的component中识别和选择:••

选择那些还未被划分的面

选择那些在前面的操作中划分失败的面Automesh面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)11Copyright

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reserved.Automeshing

- Automesh

面板Mesh

Connectivity网格连接关系:保证重新划分的网格以相同的连接关系连接到相邻的网格保证重新划分的网格连接到相邻的网格,但是更新连接关系

将重新划分的网格与相邻的网格独立开来,所以它们不再相连

激活以前所有的手动调整和选项来划分网格Automesh面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)•12Copyright

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reserved.Automeshing-Automesh

面板Mesh

Parameters网格划分参数:••••

将生成正交性更好的四边形网格

保持网格尺寸大致相同

避免产生扭曲的网格

强制相对的表面边界使用相同的网格密度Automesh面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)1314Copyright

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reserved.网格划分模式:•

与automatic相比将打开一个交互窗口来编辑网格Automeshing- Automesh

面板一般控制项

用当前设置的参数预览生成或更新的网格用户更新了某个面上的划分参数,然后点击mesh来查看结果接受或取消•••

取消网格划分模式;未生成网格

同预览时的网格形式生成网格并退回到automesh面板

可以最大化显示以及进行视角控制仅对当前划分网格的面有效Automesh面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)15Copyright

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reserved.elem

type确定网格划分时使用的网格类型Automeshing–网格划分模式(The

MeshingModule)Mesh

Style

–设置方法和类型确定网格划分模式Automesh

面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)

InteractiveDensity–控制沿着边界的单元密度Copyright

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reserved.Free(Unmapped)Quad

Mixed

Trias R-triasMap

asRectangleMesh

Methods•

Autodecide•

map

as

rectangle•

map

as

triangle•

map

as

pentagon•

free

(unmapped)Automeshing–网格划分模式(The

MeshingModule)mesh

method

:自动选择以下的一种方法用于矩形区域,有时也可以用于其他形状用于三角形区域用于五边形区域用于任何形状的区域Element

type

和method结合起来决定了所划分网格的整体“style”这种“style”能够通过不同密度值之下网格的转换来观察:MeshTypesAutomesh

面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)

InteractiveMesh

Style

续…16Copyright

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reserved.bias

style:Automeshing-网格划分模式(The

Meshing

Module)BiasingChecks

–评估所生成的网格的质量Automesh

面板

Mesh>Create>2D

AutoMesh

(F12)

InteractiveBiasing

–在生成节点时控制节点的分布17Copyright

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reserved.Automeshing-

Automesh

面板18Automesh

面板

Edge

Deviation(边界弦差选项)Copyright

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reserved.Automeshing-

Automesh

面板19Automesh

面板

Edge

Deviation

选项Copyright

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reserved.Automeshing-

Automesh

面板Automesh

面板

Surface

Deviation

(表面弦差选项)控制自由边界弦差使沿着曲线边界(比如小孔边界)周围生成更精密的网格。未选中时,网格划分只是基于表面弦差来进行的。激活closed

volume

proximity选项在封闭几何/封闭实体内特征之间的狭小空间创建精密的网格。该功能与tetramesh面板中联合使用use

curvature

和use

proximity的功能类似,不同的是这里产生的是2D面网格而不是3D四面体网格。20Copyright

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reserved.Automeshing-Automesh

面板Automesh

面板

Surface

Deviation

(表面弦差选项)21Copyright

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reserved.Automeshing-过程和策略22用几何清理工具来修复曲面的连接关系自动划分(Automesh)表面网格设置所需的大概的网格尺寸使用类型和算法来设置总体的网格划分风格(style)改变独立边界的网格密度以找到更好的网格划分模式在有问题的表面改变网格密度变化率(这也可以改变网格划分模式)使用HyperMesh的网格编辑工具来修复10-20%质量较差或者网格模式较差的网格如果一次网格划分中,有90%的网格质量较好,那么就接受它,去修复10%质量较差的网格经验是关键:

经验!目标:获得80-90%质量较好的网格Copyright

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reserved.演示跟着范例练习AutoMesh(03-2D-MESH-SIZE-5mm.hm)23Copyright

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reserved.Exercise

3a

(Manual

Page

117):2D

面网格划分和修复拓扑关系文件名及路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\03a-2D-MESH.hm目标:2D网格创建和编辑模型可视化和管理练习面板操作自己动手24Copyright

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reserved.检查和编辑2D

网格Mesh

>

Check

>

NodesMesh

>

Check

>

ElementsMesh

>

Edit

>

ElementsMesh

>

Check

>

ComponentsView

>

Toolbars

>

HyperMesh

>

Checks

Toolbar25Copyright

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reserved.“Edges/T-connection”面板或者Mesh>Check>Nodes>Equivalence“Find

Attached”面板或者Tool-Find可以验证网格的基本质量以及这些网格对应的几何的质量可以通过在边界上生成1D单元显示模型中的自由边和T型连接对于自由边,可以通过指定容差融合(equivalence)节点检查和编辑2D

网格-节点连接关系26Copyright

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reserved.可以验证网格的基本质量以及这些网格对应的几何的质量检查单元设置每项检查可以设置为不同求解器的检查方式,也可以将所有检查项设置为一种方式。当指定的求解器不支持这种检查项时,HyperMesh将使用自己的方式进行检查。“Check

Elements”面板或者Mesh>Check>Elements>Check

Elements(F10)检查一组网格的连接关系检查是否有重复单元检查2D网格-网格质量检查27Copyright

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reserved.弦差(Chordaldeviation)是指近似曲线与真实曲线之间的垂直距离雅克比(Jacobian):该参数衡量了一个单元偏离其完美形状的程度,比如任意三角形偏离正三角形的程度。雅克比的取值范围为0.0至1.0,1.0代表形状完美的单元。最小长度(Lengthmin):指角点至其对边(在四面体网格中指角点至其对面)的最短距离,代表了“至最近节点的高”。扭曲(Skew):对于三角形单元,该参数计算的是用90°减去从某一角点至其对边作的中线和其对应中位线之间较小的那个夹角值。(即90°-min(a

,b))检查2D网格:单元质量参数28Copyright

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reserved.长宽比(AspectRatio):该比例计算的是最长边与最短边(或者是角点至其对边的最短距离“至最近节点的

高”)之比。锥度(Taper

ratio)对于四边形单元,其两条对角线可以将四边形单元划分成右图所示4个三角形单元,找到其中面积最小的三角形单元,锥度的定义如右侧公式所示。翘曲(Warpage):这个参数衡量了一个单元(或者对于实体单元的一个单元表面)偏离平面的程度。因为三个节点即可定义一个平面,所以该检查项只适用于四边形单元。四边形单元被其对角线分成两个三角形单元,这两个三角形单元法向量之间的夹角即为该四边形网格的翘曲。内角(InteriorAngles)这些最大和最小内角值用来单独评价三角形单元和四边形单元。29检查2D网格:单元质量参数Copyright

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reserved.“Check

Normals”

面板

或者Mesh

>

Check

>

Elements

>

Normals允许验证表面或者单元的正法线方向,并且可以调整或者反转法向。检查2D网格:单元法向30Copyright

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reserved.Smooth

面板

Mesh>Cleanup

Elements>Smooth

(SHIFT+F12)提高选中单元的质量Quality

Index

面板

Mesh>Cleanup

Elements>Quality

Index设置所有标准的质量检验标准同时评估单元质量所有检查综合成一个单一的值“综合质量指数值”交互或自动地编辑节点和网格来最优化网格质量控制小孔及垫圈层网格的质量检查和编辑2D网格31Copyright

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reserved.HTML

网格质量报告

Mesh>Check>Elements>Quality

Report摘要页“Dashboard”

of

results链接到每一页报告每个模型的报告页详细的QI

值链接到每个模型文件链接至标准文件检查和编辑2D网格I132幻灯片32I1IKE,

2013/9/20Copyright

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reserved.演示跟着范例练习网格质量(03-2D-MESH-SIZE-5mm.hm)Copyright

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reserved.练习(可选):2D

面网格划分以及拓扑关系修复以单元尺寸5mm划分该模型尝试划分方式(size

&

Bias,

surf

edges…)以及划分选项(flow,map,link…).文件名及路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\OPTIONAL\02-2D-MESH-SIZE-5mm.hm自己动手Copyright

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reserved.Automeshing-2D网格重划分在HM中可以使用“自动搜索特征”(“automatic

feature

detection”),“特征(”“features”),

或者新的选项“lines”来重新划分网格。使用任何一条自由形式的曲线,automesh功能可以重新划分网格并且确保沿着该曲线上分布节点。节点的分布是可以根据要求调整的。需要严格控制网格流向及密度的区域将受益于该功能。其他用途包括定义焊接/粘接线等。该选项允许通过将surfs切换到elems直接重新划分选定的单元Copyright

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reserved.Automeshing–QI

(综合质量指数值)优化在划分标准面板,可以设置目标单元尺寸,单元标准,以及计算这些数值的方式。高级标准(advancedcriteria)选项能够更多的控制中庸的QI值,但是对于要获得很好的网格质量时该选项往往是不需要的。决定在算法平滑(smoothes)网格时生成在表面边界上的节点是否可以移出表面边界。Automesh

面板

QI

优化选项允许通过优化QI值生成网格来划分曲面Copyright

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reserved.Edit

Element

面板

Mesh>Edit>Elements>Combine

Elements(F6)Create

–手动创建2D或3D单元Combine

–将两个或两个以上单元合并成一个单元Split–画一条线来切割单元Cleanup

–交互式拖动节点来提高网格质量Replace

面板

Mesh>Replace(F3)将两个节点合并成一个节点(单元此时被连接)Split面板

Mesh>Edit>Elements>Split

Elements

(Shift+F6)以指定的方式分割单元Detach

面板

Mesh>Edit>Elements>DetachElements使指定网格与其他网格分离开来检查和编辑2D网格-其他面板Copyright

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reserved.Exercise

3b(ManualPage124):优化拓扑关系以获得高质量网格文件名及路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\03b-2D-MESH-EDIT-CHECK.hm目标:创建与编辑2D网格

2D单元质量检查练习面板操作自己动手Copyright

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reserved.练习

(可选):2D面网格划分,编辑和检查载入模型并划分网格(网格尺寸5mm)练习通过编辑几何来动态地重新划分网格通过Quality

Index检查网格质量保存网格划分标准文件(criteriafile)删除所有单元用Automesh

“QIoptimize”面板(使用存储的划分标准文件)重新创建网格文件名及其路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\OPTIONAL\04-2D-MESH-DYNAMIC-REMESH.hm自己动手4Copyright

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reserved.练习(可选):2D面网格划分,编辑和检查创建中面并检查拓扑关系练习2D网格划分以及编辑文件名及其路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\OPTIONAL\05-2D-MESH-EDIT.hm自己动手0Copyright

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reserved.检查和编辑2D网格-Utility菜单“Utility”Menu

View

>Browsers

>

HyperMesh>

Utility

(Geom/Mesh

page)Add

washer

–在现有的小孔周围添加一圈四边形单元Trim

Hole

–在已经划分好网格的部位增加一个小孔Fill

Hole

–填补已经划分好网格部位上的小孔Box

Trim

–在已经划分完网格部位切出一个矩形孔Bead–在已经划分好网格的部位生成压延筋状特征的网格41Copyright

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reserved.2D网格–无几何网格划分“Mesh”

Menu

Mesh

>

Create

>

2DElements“Mesh”

Menu

Mesh

>

Create

>

3DElements面网格划分或者“壳网格划分”代表其模型属于二维范畴,比如金属板,中空塑料罩或外壳。此外,位于实体对象外表面的面网格被用来作为生成更复杂3D单元的映射基准。42Copyright

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reserved.2D网格划分-无几何网格划分“Mesh”

菜单

Mesh>Create>2D

Elements或者3D

Elements这些2D

和3D

可以用以下任何面板创建:Ruled,在两排节点中间创建单元,在一排节点和一条线之间创建单元,,在两条线之间创建单元。Spline,在由一组外边界定义的面上创建单元。Skin,创建一个表面网格或者由一组曲线生成单元。Drag,通过拉伸一条线,拉伸一排节点,或者沿着一个向量方向拉伸一组网格来生成单元。Spin,通过旋转一条线,旋转一排节点,或者沿着一个向量方向旋转一组网格来生成单元。Line

Drag,通过沿着一条控制曲线拉伸一条线或者一组网格来生成单元。Elem

Offset,通过沿着一个方向,或者沿着单元法向偏移一组网格来生成单元Symmetric/periodic

meshing,将原始面上的网格映射到目标面上以生成一组相同的面网格。43Copyright

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reserved.练习(可选):2D

面网格划分,运用无几何网格划分面板用适当的面板创建面网格文件名及其路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\OPTIONAL\06-2D-MESH-SURF.hm练习(可选):2D面网格划分,运用无几何网格划分面板用适当的面板创建面网格文件名及其路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\OPTIONAL\07-2D-MESH-MISSING-SURF.hm自己动手44Copyright

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reserved.Mesh

Edit

面板–压印(Imprint)和延伸(Extend)45“Mesh

Edit”

2D

页>mesh

edit该面板可以将网格延伸去匹配另外的网格,在它们之间形成高质量的连接;或者压印重叠的网格使其彼此匹配。该面板有两个子面板:一个用来延伸网格,一个用来压印网格。这两个子面板是相互独立的(例如:在一个面板选中的component,不会传递到另一个面板),但是连贯的—不会因为切换子面板而丢失信息。子面板在左侧边缘列出。使用某个功能时在一个子面板下,按需要设置各列参数。最右侧边缘包含的命令按钮有执行操作和撤销结果。Copyright

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reserved.MeshEdit:Imprint压印“Imprint”Mesh

2D

页>mesh

edit

>imprint选择现有的elems/comps进行压印。原始–蓝色单元由桔色单元偏移得到蓝色原始单元被压印进目标单元(桔色)蓝色原始单元被压印进桔色目标单元,并且将单元放置于桔色单元的component中。桔色目标单元被压印至蓝色原始单元在该例中,位于下方的圆管表面被重新划分以匹配蓝色表面上的网格,两者都被保存。46Copyright

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reserved.Mesh

Edit面板–延伸(Extend)“Imprint”网格

2D

页>mesh

edit

>imprint使用imprint子面板使不同的,重叠的网格形式变成一致的,相互匹配的形式,以在它们之间生成更好的连接。Imprint功能是非常有用的,例如:当一个壁架将两个部件连接起来时,或者有时两个不同的部件(component)必须被紧固在一起。通过使相互独立的components以节点对节点的形式相互匹配,使焊接,粘接,甚至是螺栓连接更加精确。压印网格同样可以用来处理基于四边形过度的焊点网格干涉的问题。47Copyright

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reserved.Mesh

Edit面板–延伸(Extend)“Extend”网格

2D

页>mesh

edit

>extend选中节点可以延伸至elems或comps.在该例中,一个component(粉色)被延伸来连接另外两个component(蓝色和棕色)。48Copyright

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reserved.Mesh

Edit面板–延伸(Extend)“Extend”网格

2D

页>mesh

edit

>extend用extend子面板在没有连接好的(需要被正确连接)两个comp之间创建光顺的网格连接。网格可以通过压印来使comps被重新划分而相互匹配,或者将原始comp压印成目标comp的形式,反之亦然。In

addition,you

can

actually

merge

theelements

ofthe

source

component

into

the

destination

component

altogether.在不连续的网格需要被完全连接时,网格延伸是特别有用的。以多大的角度连接并不受限制。49Copyright

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reserved.Exercise

3C

(Manual

Page

136):检查和编辑2D网格文件名及其路径:…\Model

Files\CHAPTER-3-2D-MESHING\03C-2D-MESH-IMPRINT-EXTEND.hm目标:2D

单元编辑2D单元质量检查练习面板操作自己动手50Copyright

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reserved.批量网格划分(BatchMeshing)介绍以批量的模式执行几何清理和自动网格划分通过最少化的用户交互显著提高效率(尤其适用于大型装配体)使用标准(criteria)文件和参数(parameter)文件来决定如何进行网格划分在一次运行中能够划分多个文件51Copyright

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