连载（85）：Abaqus软件中的几何清理技术
Abaqus中的几何清理技术主要用于修复和优化导入的CAD模型，以确保高质量的网格划分和计算效率。以下是常见的几何清理技术及其适用场景：
一、几何清理技术
1. 删除小特征
- 内容：移除微小边、面、孔洞或倒角等对分析影响小的细节。
- 工具：Abaqus/CAE中的“Geometry Edit”模块或第三方工具（如ANSYS SpaceClaim）。
2. 合并几何元素
- 内容：合并相邻或重叠的面、边，消除间隙或干涉。
- 工具：容差调整（Tolerance-based Merging）或虚拟拓扑（Virtual Topology）。
3. 填补孔洞与间隙
- 内容：闭合缺失的面或修复不连续的几何区域。
- 工具：手动修补或自动填充功能（需依赖外部CAD软件）。
4. 简化几何结构
- 内容：移除非关键特征（如凸台、螺纹）以减少网格复杂度。
- 工具：Abaqus/CAE的“Simplify”功能或外部简化工具。
5. 拓扑调整
- 内容：修复不连贯的拓扑结构（如面缺失、边不闭合）。
- 工具：几何修复工具或虚拟拓扑。
6. 表面平滑处理
- 内容：减少曲面锯齿或噪声，优化曲面连续性。
- 工具：Abaqus/CAE的曲面平滑功能或CAD软件。
7. 虚拟拓扑（Virtual Topology）
- 内容：忽略小特征或合并面，简化网格划分。
- 工具：Abaqus/CAE内置的虚拟拓扑工具。
二、适用场景
1. CAD模型导入问题
- 修复因格式转换（如STEP/IGES）导致的面缺失、边不闭合等问题。
2. 微小特征干扰网格划分
- 删除小孔、短边等，避免局部网格过密或失败。
3. 复杂几何简化
- 移除非关键细节（如装饰性倒角），提升计算效率。
4. 面与体之间的干涉
- 合并重叠面或调整容差，消除装配体间的间隙或穿透。
5. 应力集中优化
- 对尖锐边角进行倒圆处理（需在CAD软件中完成）。
6. 大规模模型分析
- 通过简化几何减少单元数量，缩短求解时间。
三、操作建议
- Abaqus/CAE的局限性：其内置几何清理功能较基础，复杂修复建议结合专业CAD软件（如SolidWorks、CATIA）或前处理工具（如HyperMesh、ANSYS SpaceClaim）。
- 虚拟拓扑的灵活应用：通过合并面或忽略边，可显著简化网格划分，尤其适用于壳单元模型。
- 容差调整：合理设置合并容差（Tolerance）以平衡几何精度与修复效果。
四、典型流程示例
1. 导入CAD模型后，检查几何错误（如自由边、重复面）。
2. 使用“Geometry Edit”删除微小特征或填补孔洞。
3. 应用虚拟拓扑合并复杂面。
4. 调整容差设置以闭合间隙。
5. 最终验证几何连续性，确保网格生成无误。
通过上述技术，用户可显著提升模型质量，确保仿真结果的准确性和效率。对于复杂问题，建议结合多软件协同处理。
