3. 中面抽取与厚度定义

中面抽取与厚度定义 学习卡片

中面抽取的几何前提与操作路径

薄壁注塑件(如外壳、支架、盖板)的壁厚通常在 1.5–3.5 mm 之间,实体网格沿厚度方向至少需要 2–3 层单元才能保证弯曲刚度精度,单元数量会随厚度层数成倍增长。抽取中面后改用壳单元,只需在壁厚方向布置一层单元,即可用 PSHELL 属性中的厚度值 T 表达弯曲刚度,计算规模可下降一个数量级。

中面抽取的前提是几何具备“成对壁面”:同一壁厚的两个外表面之间距离基本恒定。HyperMesh 的 Geom → midsurface 面板提供三种抽取方式,选择依据是壁面配对质量:

  • Auto midsurface:自动搜索成对壁面并生成中面,适合壁厚均匀、无大量圆角过渡的注塑件主体区域。
  • Manual midsurface:手动指定两个源面,适合局部壁厚突变或自动配对失败的区域。
  • Offset / thickness:按给定偏置量或厚度值生成中面,适合已知名义壁厚的规则板件。

抽取完成后,中面与原始实体面之间会保留厚度信息。此时需要把厚度写入壳单元属性,而不是依赖几何本身。推荐流程是:先抽取中面 → 检查中面连续性 → 用 Geom → thickness 或 Measure 读取局部厚度 → 在 PSHELL 中定义 T 值 → 再划分壳网格。

若模型存在拔模斜度,同一块壁面的厚度会沿高度方向变化。此时不要用单一 T 值覆盖整块中面,应按厚度区间拆分属性,或改用 T 随场变量变化的壳属性。
薄壁注塑件:实体壁面 → 中面 → 壳单元厚度属性 实体壁面(成对) 外表面 A 内表面 B 壁厚 t t = 2.0 mm(示例名义值) 面 A / 面 B 距离基本恒定 midsurface Auto / Manual 抽取的中面 中面(单层曲面) 保留厚度信息 中面位于 A、B 之间 偏置量 = t / 2 t = 2.0 mm PSHELL T = 2.0 壳单元属性 PSHELL T = 2.0 mm MID1 / MID2 材料 NSM 非结构质量 弯曲刚度由 T 控制 厚度读取与属性赋值检查点 Geom → thickness 读取局部壁厚 检查是否均匀 Measure 面板 测量面 A / 面 B 距离 与名义值对比 属性赋值 PSHELL T = 实测厚度 按厚度区间拆分属性

厚度读取与属性赋值的关键判断

中面抽取后,几何本身不再携带厚度,必须通过测量或厚度工具把数值“搬”到属性里。以下判断决定属性如何拆分:

检查项判断依据处理方式
壁厚均匀性同一中面区域内厚度变化 ≤ 0.2 mm整块中面共用一个 PSHELL,T 取名义值
壁厚渐变厚度沿高度方向变化 > 0.2 mm按厚度区间拆分中面,分别赋不同 T
局部加厚存在凸台、加强筋根部单独建属性,或保留实体网格过渡
中面连续性相邻中面共享边、无自由边缝合中面后再划网格
中面抽取失败最常见的原因是壁面配对不成立:圆角半径大于壁厚一半时,自动配对会把圆角面误判为独立壁面。此时应先用 Geom → defeature 抑制小圆角,再重新抽取中面。

可执行检查清单

  • 抽取前确认实体壁面成对,壁厚名义值已知(示例:2.0 mm)。
  • 用 Auto midsurface 抽取主体中面,失败区域改用 Manual midsurface。
  • 用 Geom → thickness 或 Measure 读取 3–5 个位置的厚度,记录最大值与最小值。
  • 若厚度差 ≤ 0.2 mm,创建单个 PSHELL,T 取名义值;否则按区间拆分属性。
  • 检查中面自由边,缝合后再进入壳网格划分。