4. 几何清理与中面抽取基础
整车碰撞模型里，钣金件数量通常占零件总数的七成以上。这些零件在 CAD 阶段是为制造服务的，带有大量翻边、加强筋、安装凸台、工艺缺口和倒角；而碰撞仿真关心的是薄壁结构在几毫秒内的压溃、弯曲与撕裂。两者目标不同，所以从 CAD 到可划分网格的几何，必须经过一轮系统性的几何准备。本节围绕三件事展开：几何修复、中面抽取、特征简化，并给出网格划分前的判断依据。
一、几何修复：先让面“干净”
导入 HyperMesh 的 CAD 几何常见缺陷有四类：面之间缝隙（gap）、面重叠（overlap）、面缺失（missing face）和拓扑不一致（free edge 未闭合）。这些缺陷在抽中面时会直接导致失败或产生畸形中面。修复顺序建议是：先缝合（Geometry > Edge Edit > Equivalence），再补面（Surfaces > Spline/Filler），最后清理重复面（Geometry > Defeature > Duplicates）。
缝合容差是关键参数。整车模型常用 tolerance = 0.1 mm，但若零件来自不同供应商、建模精度不一，可放宽到 0.3 mm。容差过大会把本不该合并的边“粘”在一起，容差过小则缝不上。判断标准是：缝合后执行 Edges > Preview > Free edges，红色自由边应仅出现在零件真实边界处，内部不应有红边。
二、中面抽取：把实体变成壳
钣金件厚度远小于面内尺寸，碰撞仿真用壳单元（shell）而非实体单元。中面抽取就是把有厚度的实体或双层面，提取到厚度中间位置，生成一张零厚度曲面，再在属性里赋予厚度 t。
HyperMesh 提供三种方式：Midsurface 面板下的 Auto Extract、Manual Extract 和 Offset。对规则等厚钣金，优先用 Auto Extract，它会自动识别成对的面并计算中面；对变厚度、带凸台或抽不出的零件，用 Manual Extract 指定配对面；对已经只有单层面片的零件，直接用 Offset 偏移 t/2。
抽取后必须检查三件事：中面是否连续（无破洞）、中面是否偏离原几何过多、厚度方向是否正确。常用检查是 Midsurface > Check，它会标出未配对的面和厚度异常区域。示例参数：某门槛内板料厚 1.6 mm，抽中面后测量中面到外表面距离应为 0.8 mm，若显示 1.6 mm 说明偏移方向反了，需翻转法向。
三、特征简化：删掉不影响碰撞的小特征
CAD 里的安装孔、小圆角、翻边小缺口、标识凸台，对碰撞吸能贡献很小，却会让网格尺寸急剧下降、单元数暴涨。简化原则是：特征尺寸小于目标单元尺寸的 1/2 时，可考虑删除或等效。
假设碰撞模型目标单元尺寸为 8 mm，则直径小于 4 mm 的孔、半径小于 4 mm 的圆角、宽度小于 4 mm 的窄条，都可以清理。常用工具：Defeature > Pinholes 删小孔，Defeature > Fillets 去小圆角，Defeature > Surfaces 合并小面。但要注意：吸能盒诱导槽、纵梁诱导孔、焊点连接区、碰撞接触区不能简化，这些特征直接决定压溃模式和接触力。
四、网格划分前的几何准备检查
几何准备完成后，进入网格划分前，建议按以下清单逐项确认：
| 检查项 | 判断依据 | 处理方式 |
|---|---|---|
| 自由边 | 零件内部无红边 | 缝合或补面 |
| 中面连续性 | 无破洞、无重叠 | 手动修补或重新抽取 |
| 厚度方向 | 中面位于厚度中间 | 翻转法向或重新偏移 |
| 小特征 | 小于 4 mm 已清理 | Defeature 处理 |
| 关键特征 | 诱导槽、焊点区保留 | 确认未误删 |
| 重复面 | 无重合曲面 | 删除重复面 |
下面这张图把本节的核心关系串起来：从 CAD 几何出发，经过修复、抽中面、简化三条处理链，最终得到可用于网格划分的干净中面，并标出每一步的判断依据。
把这张图当作操作时的对照表：每完成一步，回到对应的判断依据确认一次，再进入下一步。几何准备做得扎实，后续网格质量、接触建立和碰撞结果的可信度才有基础。反之，几何阶段的缝隙、错误中面或误删特征，会在求解阶段以负体积、穿透或异常接触力的形式暴露出来，排查成本远高于此时花时间检查。