三维有限元网格先进编辑技术研究

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1、万方数据密级：渺．

2、：；?Z擎博士学位论文⑧万方数据ADisertationSubmitedtoZhejiangUnivers‘t5fortheDegeeVers1tYegreeot7、DoctorofPhilosophyFiniteElementMeshAuthor：ZhuHuaSupervisor：里!Q至：§h坠堡i旦g鱼垒QSubject：QQ里乜坚主金!墨gi皇旦鱼金垒垒鱼College：SubmittedDate：m11皇Q垒旦Q!QgY1m1and1ecnno-LogY万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得

3、的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝’江盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：>移／伞年岁月历日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿态堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学

4、位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：刁奄f年年多月功日签字日期：年月日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：万方数据浙江大学博士学位论文摘要在使用有限元分析进行产品设计验证的过程中，需要将产品的几何模型离散为相应的有限元网格模型以支持分析求解，并且为了达到设计目标，设计和分析通常是一个反复迭代的过程，其中的再分析特别是网格重生成非常耗时。因此，为了提高产品设计开发的效率，必须提高有限元网格的重新生成效率。网格编辑正是一种高效的网格重新生成技术，其通过重用原有的有限元网格，能够快速得到用于再分析的新

5、网格模型，并有助于加强产品设计模型与有限元网格模型之间的关联互动。为此，以提高有限元网格重生成的效率和质量为目标，本文对三维有限元网格编辑技术展开研究。论文的主要工作包括以下几个方面：提出一种CAD模型变动驱动的四面体网格编辑方法首先根据CAD模型的变动，依据网格划分的逼近度要求，以及变动区域附近网格单元密度函数的变化，确定原始网格中的可重用单元；然后提取保留单元与被移除单元之间的边界网格面和边界网格边，并将其用于构建需要进行网格重生成的变动区域；最后使用Delaunay方法生成新的网格单元。该方法能够提高网格的重新生成效率，并在网格编辑的过程中保证单元的几何密

6、度自适应性。提出一种基于对偶操作和直接编辑操作的六面体网格编辑方法通过对其几何模型进行直接编辑，实现对六面体网格模型的有效变形。为了优化变形后的网格模型，首先高效地将网格模型转换为表面体网格单元质量较好的元网格；然后使用较为整体的对偶操作进行粗略的密度控制；最后根据提出的单元形变度概念，通过使用易于局部化的对偶操作，对需精化区域进行精化。该方法能够提高变形后网格的单元质量，保证单元密度自适应性，并加强几何模型与网格模型之间的关联互动。提出一种基于实体切割操作的六面体网格编辑方法首先识别网格元素与实体模型几何元素之间的相交关系，以高效生成由于网万方数据浙江大学博士

7、学位论文摘要格被实体模型切割而新增到网格模型中的几何元素；然后通过使用启发式的A木最短路径算法和波前推进法，将网格元素匹配到新增几何元素以分离需要被切割的网格单元；最后通过插入fundamentalsheet对切割后的表面单元进行质量优化。该方法能够支持使用复杂的实体模型进行六面体网格切割，以及允许切割实体与网格模型存在复杂交互的情况，并且能够提高网格切割后的表面边界准确性。开发三维有限元网格编辑原型系统FEAMeshLab在该系统中集成了上述网格编辑功能，设计了可扩展的CAD／FEA集成模型，并利用该系统对本文所提出的方法进行了验证。关键词：体网格编辑，体网格

8、重生成，密度自适应，网格重用，直接编辑，有限元网格，CAD／FEA集成，有限元分析，计算机辅助设计万方数据浙江大学博士学位论文AbstractFiniteelementmeshofproductdesignmodelisgeneratedforanalysisduringthedesignmodelverificationprocess．Designandanalysisareusuallyiteratedinordertoreachfinaldesignobjectives．Andre—analysisinthisprocessespeciallymeshre

9、generationis