3. 几何清理标准化流程
几何清理是有限元前处理中决定网格质量与求解可信度的第一道关口。在 HyperMesh 中，几何清理并非“把模型修好看”，而是围绕分析目标，把 CAD 几何转换为适合网格划分的“分析几何”。本节按导入几何、拓扑修复、特征简化、中面抽取四个阶段，给出规范操作与质量检查点，并说明每个阶段应观察什么、判断什么。
一、导入几何：先定基准，再谈修复
导入前先明确单位与坐标系。HyperMesh 本身无量纲，导入时需通过 Import → Geometry 选择对应格式（STEP、IGES、Parasolid、CATIA 等），并在 Options 中确认单位缩放。例如 CAD 以 mm 建模，而求解器采用 m，则需在导入时按 0.001 缩放，否则后续网格尺寸、材料参数全部错位。导入后立即执行 Geometry → Check → Model Summary，记录曲面数、边数、自由边数量，作为清理前的基线。
导入阶段的质量检查点包括：模型是否完整（有无缺失面）、是否存在重复面或重叠面、自由边数量是否与预期一致。若自由边数量远大于设计预期，说明 CAD 本身存在缝隙或导入转换丢失，应先定位再修复，而不是盲目使用 edge edit 缝合。
二、拓扑修复：让相邻面真正“连”起来
拓扑修复的目标是消除自由边、T 型边、重复面和微小缝隙，使几何在拓扑上连续。HyperMesh 中常用工具包括 Geometry → Edge Edit（toggle、replace、equivalence）、Geometry → Defeature 以及 Geometry → Quick Edit。
规范操作顺序建议为：先 equivalence 合并容差内的重合节点，容差通常取模型最小特征尺寸的 1/100～1/50，例如最小圆角 R2，容差可取 0.02～0.04；再 toggle 消除自由边；最后用 replace 处理 T 型边。修复过程中应反复执行 Check → Edges → Free Edges，观察自由边数量是否下降。质量检查点：自由边数量应为 0（或仅保留分析允许的开口边界），无重复面，无零面积面。
三、特征简化：为网格质量做减法
特征简化的原则是“不影响分析结果的细节可删，影响传力路径的细节必留”。常见简化对象包括：小圆角、倒角、小孔、凸台、螺纹、logo 文字等。HyperMesh 中可用 Defeature → Fillet/Chamfer 批量识别并删除小于阈值的圆角，用 Defeature → Hole 填充或删除小孔，用 Quick Edit → Trim 处理凸台。
阈值设定需结合网格尺寸。若目标网格尺寸为 5 mm，则小于 2 mm 的圆角通常可删；若圆角位于应力集中区，则应保留并局部加密。质量检查点：简化后模型无新产生的自由边，无自相交面，关键传力路径上的特征未被误删。建议在简化前后各保存一份模型，便于对比与回退。
四、中面抽取：壳单元分析的关键一步
对于薄壁件（如钣金、塑料件），需抽取中面以壳单元建模。HyperMesh 中通过 Geometry → Midsurface 面板操作，常用方法有 Auto Extract 和 Manual。自动抽取适合等厚、规则结构；手动适合变厚、复杂过渡区。
抽取后必须检查三项：一是厚度是否与原始几何一致，可用 Measure → Thickness 抽查关键区域；二是中面之间是否缝合，避免出现缝隙导致网格不连续；三是中面是否重叠或交叉，尤其在加强筋与面板连接处。质量检查点：厚度偏差应控制在原始厚度的 5% 以内，中面自由边数量应为 0，无重叠面。
Check → Edges → Free Edges 与 Check → Thickness，把问题拦截在网格划分之前。若中面质量差，后续壳网格会出现翘曲、重叠，求解精度无从谈起。五、标准化检查清单
为便于团队复用，可将上述检查点固化为一份清理检查清单，每次清理后逐项确认：
| 序号 | 检查项 | 工具/命令 | 合格标准 |
|---|---|---|---|
| 1 | 单位与缩放 | Import Options | 与求解器单位一致 |
| 2 | 模型完整性 | Model Summary | 无缺失面 |
| 3 | 自由边 | Check → Free Edges | 数量为 0 |
| 4 | 重复面/零面积面 | Check → Duplicates | 无 |
| 5 | 简化后缺陷 | Check → Edges | 无新增自由边 |
| 6 | 中面厚度 | Measure → Thickness | 偏差 ≤ 5% |
| 7 | 中面缝合 | Check → Free Edges | 数量为 0 |
几何清理的标准化，核心在于“每一步都有明确的输入、操作和可判定的输出”。导入阶段建立基线，拓扑修复消除不连续，特征简化控制网格规模，中面抽取为壳单元铺路。四个阶段之间不是单向流水线，而是允许回退的闭环：中面抽取发现厚度异常，可能需要回到特征简化甚至拓扑修复重新处理。把检查点前置、把判断依据量化，才能让几何清理从“凭经验”走向“可复现”。