面向注塑模cae的特征造型、变密度网格划分及中面抽取

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1、摘要针对注塑模CAE技术实用化中急需解决的关键问题，重点研究了注塑模中面模型的特征造型、中面模型的自适应变密度网格生成及实体模型向中面模型的自动转化技术，并将其集成到注塑模CAE软件，初步实现CAD／CAE／CAM软件的无缝拼接，使CAE软件更方便、更快捷，为实现CAE技术的集成化和智能化奠定必要的基础。主要工作包括：(1)通过形体的特征分类及其相互之间的联系，给出了基于特征的注塑模中面模型造型方法。此模型集成了中面模型的造型信息、网格划分信息和数值模拟计算有关的几何信息，从而实现了中面模型造型和有限元网格划分一体化，使得中面模型的

2、造型、网格划分及其修改更加方便、快捷。(2)对于任意平面区域，基于推进波前法，通过引入新的网格尺寸动态控制方法，提出了高质量变密度三角形网格的生成方法。本算法生成的三角形质量高，并且能保证不同尺寸三角形的光滑过渡。对于平面区域，只要给定点、线或者某个区域的网格划分尺寸，系统会自适应生成疏密光滑过渡的变密度网格。(3)对于曲面区域，给出了利用参数域生成均匀网格和变密度三角形网格的方法。从网格划分实例来看，本算法生成的三角形质量好，计算效率高，且算法简单有效，适合大部分曲面的三角形网格划分，从而可满足一般情况下有限元计算的需要。(4)基

3、于商用CAD软件生成的用STL文件表示的薄壁注塑件实体模型，给出了表面有限元网格模型的生成方法。该方法生成了质量较高的表面三角形网格，一方面可直接用于双面流动分析，另一方面，在此基础上抽取中面网格模型用于中面流动模拟分析。(5)基于实体的表面网格模型，提出了中面模型的抽取方法，生成中面网格模型供注塑模流动模拟分析用。采用该技术可以直接利用CAD生成的实体模型进行中面流动分析，初步实现了商用CAD软件和注塑模CAE软件的无缝拼接。(6)针对基于中面模型的注射模CAE模拟分析结果，给出了利用彩色等值线图、彩色云图以及计算机动画显示网格模

4、型及计算结果数据场的可视化方法，对于更好地理解和处理注射成型数值模拟计算产生的大量数据，分析成型过程中各种物理量的分布特征提供了一个形象直观的方法。关键词：注塑模CAE，中面模型，特征造型，变密度网格划分，中面抽取，数据场可视化塑塑!查兰堕主兰篁笙塞一一ABSTRACTInordertosolvesomekeyproblemsforusingplasticsinjectionmoldCAEtechniques，theresearchoffeature-basedmodeling，gradedmeshing，andmid-planem

5、odelextractionarestudiedinthisdissertation．TheseworkhavebeenprogrammedandintegratedintoaplasticsinjectionmoldCAEsoftware，whichmakestheusingofCAEsoftwareconvenientandfast．Themainresultsisfollowing：(1)Amethodoffeature—basedmid-planemodelingisproposedbymeansoffeatureclass

6、ification．Thismodelincludestheinformationaboutgeometricmodeling，meshing，andsimulation，whichputmid-planemodelandFEMmeshingintoabody。Itmakesmid—plarlemodeling，meshing，andcorrectiontothemodelmoreconvenientandfaster．(2)TheAdvancingFrontMethodisadoptedtogenerategradedmeshon

7、arbitraryplaneusinganewmeshsizedynamicallycontrollingmethod．Theresulttriangleshavehigherqualityandsmoothtransitiontodifferentsizes．Ifthemeshsizeatonepoint，onelinesegment，oroneregionisdefined，theprogramwillgenerateautomatically．Atriangulationisfinishedonaparametricfield

8、foracurvedregion，andagradedmeshCarlbegeneratedforsomeordinaryones．(3)Amethodsforgeneratinguniformmeshandgradedmeshisp