4. 模型导入与几何清理自动化

在完成 HyperMesh 批处理环境搭建与 Tcl 命令基础之后，真正决定自动化收益的环节是“模型进入 HyperMesh 之后到网格划分之前”的这一段。实际项目中，一个整车或整机模型往往包含几十到几百个 CAD 零件，格式可能是 STEP、IGES、Parasolid、CATIA、JT 等，来源不同、精度不同、命名混乱，几何缺陷也各不相同。如果逐个手动导入、逐个修补，时间成本极高且不可复现。本节的目标是把这一段变成可重复执行的脚本流程：批量导入 → 自动识别缺陷 → 分类修复 → 输出清理报告。

一、批量导入：从文件清单到统一模型

批量导入的核心不是“循环打开文件”，而是先建立一份可控的输入清单。推荐做法是用外部文本文件或 CSV 维护零件列表，每行包含文件路径、零件名、单位、导入层（component）等字段，再由 Tcl 读取并逐条执行。这样文件增删、顺序调整、单位修正都不需要改脚本。

# 读取零件清单并批量导入
set fp [open "part_list.csv" r]
set lines [split [read $fp] "\n"]
close $fp

foreach line $lines {
    if {[string trim $line] eq ""} { continue }
    lassign [split $line ","] file partname unit
    *createmark components 1 "all"
    *deletemark components 1
    *readfile "$file" 1
    *createmark components 1 "all"
    *renamemark components 1 "$partname"
}

这里有两个关键点。第一，导入前清空当前模型，避免多个零件叠加导致后续识别混乱；第二，导入后立即重命名 component，使零件名与清单一致，便于后续按零件定位缺陷。对于单位不一致的模型，可在导入后统一执行缩放，例如 *scalemark components 1 1000 1000 1000，把米制模型转为毫米制。实际项目中建议在清单中显式标注单位，而不是依赖脚本猜测。

二、几何清理命令：HyperMesh 中真正可脚本化的操作

HyperMesh 的几何清理命令大多以 * 开头的 Tcl 命令形式暴露，常见的有：*surfacecleanup 用于曲面清理，*edges 用于边检测，*findmark 用于查找自由边、T 型边、重复面，*equivalence 用于合并重合节点/边，*defeature 用于去除小特征，*fillhole 用于补孔，*replace 用于替换边或面。这些命令的共同特点是：先“标记”（mark），再“操作”（operate），最后“清除标记”。脚本化的关键就是把“标记—操作—清除”写成可复用的过程。

例如，查找并合并自由边附近的重复节点，典型写法是：

# 查找自由边并合并重合节点
*createmark edges 1 "free"
*equivalence edges 1 0.01 0 0 0 0 0
*clearmark edges 1

其中 0.01 是容差，单位与模型一致。容差过大会把本不该合并的边合并，导致几何变形；容差过小则漏合并。工程上通常先用 0.01 mm 试跑，再根据报告调整。

三、自动识别与修复几何缺陷的脚本实现

几何缺陷的自动识别，本质上是把“人眼判断”翻译成“可量化的几何条件”。常见缺陷与对应判断条件如下：自由边（free edge）——只被一个面共享；T 型边（T-junction）——被三个及以上面共享；重复面（duplicate surface）——两个面法向相反、位置重合；小孔（small hole）——孔周长小于阈值；小面（sliver surface）——面积或最短边小于阈值；缺失面（missing surface）——封闭区域出现开口。脚本可以按“检测 → 分类 → 修复 → 复检”的顺序组织。

下面是一个可参考的缺陷识别与修复主循环框架，实际使用时把各修复函数替换为项目验证过的命令组合：

proc clean_geometry {tol} {
    # 1. 合并重合节点/边
    *createmark edges 1 "free"
    *equivalence edges 1 $tol 0 0 0 0 0
    *clearmark edges 1

    # 2. 查找 T 型边并标记
    *createmark edges 1 "t-junction"
    set tj_count [llength [hm_getmark edges 1]]
    *clearmark edges 1

    # 3. 查找重复面
    *createmark surfaces 1 "duplicate"
    set dup_count [llength [hm_getmark surfaces 1]]
    *deletemark surfaces 1

    # 4. 去除小面
    *createmark surfaces 1 "area" 0.5
    *defeature surfaces 1 0.5 0
    *clearmark surfaces 1

    return [list $tj_count $dup_count]
}

这段脚本返回 T 型边数量和重复面数量，便于写入日志。实际工程中，修复顺序很重要：先合并重合边，再处理 T 型边，最后处理小面和小孔。如果顺序颠倒，可能把本应保留的特征误删，或者把已经合并的边再次拆开。

四、结果判断与日志输出

脚本跑完后，不能只看“有没有报错”，而要看“缺陷数量是否下降、模型是否仍然封闭”。建议在脚本末尾输出一份清理报告，至少包含：导入零件数、自由边数量（修复前/后）、T 型边数量、重复面数量、小面数量、总耗时。判断标准可以设为：自由边数量为 0 或低于设定阈值，重复面为 0，T 型边数量下降 80% 以上。如果复检不通过，脚本应自动回退到上一轮容差或调整修复顺序，而不是直接进入网格划分。