Mimics17.0软件教程(最完整版)-3
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将此表面重命名为小转子： 接下来，从 remesh 工具栏设置自动重读操作，如下所示：
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从 3-matic 中的左侧边栏中启用“查看三角形”选项以查看三角形。结果如下所示。 53
步骤 E：如果网格仍然包含一组小三角形。这些可以使用保留质量的减少三角形来删除。转到 remesh->quality preserve reduce triangles（或使用质量 保留 remesh 工具栏中的三角形缩减图标）。以下是股骨病例的推荐参数：质量阈值 0.4、迭代次数 4、最大几 何误差 0.3 mm、最大边缘长度 5 mm。
第一步：分析网格质量要检查网格的质量，请访问 remesh_或单击 “重做”选项卡中的图标。选择体积网格并选中“分析体积网格”。 选择用于表面网格分析的形状度量高度/底面（n），并填写要检查的质量阈值（在本例中为 0.4）。如果要可视 化区域中的曲面三角形，请选择“标记坏三角形”。定义适当的柱状图间隔，在这种情况下，当值在 0 到 1 之间
打开项目
在“文件”菜单中，选择“打开”（Ctrl+O）。浏览到安装额外教程文件的目录，然后双击 femur.mcs 文件。
计算 3D
此数据集中已有一个黄色遮罩可用于计算三维对象。在“计算三维”对话框中，选择“高质量”设置并单击“计算”。
重温 3D
在下一步中，我们将重新编写 3D，使其成为 FEA 的最佳用途。进入 FEA/CFD 菜单并选择 Remesh（重熔），启动重熔器。您会注意到有两个 3D 模型，选择黄色的 1 3D 模型。 Femurshaft 模型将在非流形装配教程中使用。
步骤 C：输入密度表达式以将每个材质的灰度值转换为密度。对于本教程，我们将使用以下表达式：密度=13.4+1017*灰度值。 步骤 D：通过取消选择“密度”和“泊松系数”之前的选择框，选择只写出导出文件中的 E 模量材料属性。对于 E-模 量，我们将使用以下表达式：E-模量=-388.8+5925*密度。 步骤 E：检查将在“材质编辑器”中指定的材质的值：
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执行拉普拉斯（1 阶）并使用以下参数：平滑因子 0.7、3 次迭代和检查使用补偿。 步骤 B：三维对象包含的三角形太多，无法进行有限元分析。减少 三角形，转到 Fix->Reduce（或使用工具栏中的 Reduce 图标）。用鼠标左键点击三维模型进行选择，使用以 下参数方法：法向、翻转阈值角度：15、几何误差：0.2、迭代次数：5。
第八章 有限元分析（FEA 教程）
在 FEA 教程中，我们将解释对股骨模型进行 FEA 分析的工作流程。我们将从股骨数据集开始，并解 释如何进行分割、如何计算 3D、如何重读 3D 以及如何将材料分配给 3D。FEA 和 STL+模块必须获 得许可才能结束本教程。 本教程将讨论的主题包括： 打开项目 计算 3D 重温 3D 基于重熔 3D 创建体积网格 材料分配 导出体积网格
步骤 F：检查模型中的自交集。转到“固定”->“标记相交三角形”。不应找到交叉口。如果找到，可以手动修复， 也可以使用自动修复向导。详见 3-matic 参考指南。 步骤 G：一旦有了足够的曲面网格，就可以创建体积网格。去重新网格化 >创建体积网格（或使用重做工具栏中的图标）。用以下参数填充对话框：方法：init 和 refine，控制边缘长度 on，最大边缘长度：5。
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在“柱状图参数”部分，将当前度量设置为“检验度量”。柱状图现在将显示所选的检查度量。在下面的示例中，可 以看到最大的边长度分布。
你会发现大多数三角形的边长都小于 5 毫米。要删除大纲视图，我们将再次执行自动重读算法，将最大边缘长度 限制为 5 毫米。进入 remesh->auto remesh，使用以下参数：质量阈值：0.4，几何误差：0.3，4 次迭代，控制 三角形边缘长度开启，最大边缘长度：5。
低 值 2 是质量介于最小阈值和最大阈值之间的三角形数。
在这种情况下，我们有 15.124 个三角形。我们将努力提高所有这些三角形的质量。 值 3 是质量阈值较高的三角形数。在这种情况下
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请注意，这里有几个可用于可视化和分组三角形的选项。这些选项有助于根据指定的质量标准定位三 角形。
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局部重熔参数：在“局部重读参数”区域中，可以选择网格的一部分（曲面、曲线或轮廓），以定义该区域和附近 区域中的局部边长度。当局部使用“最大三角形边长度”参数时，“增长率”参数控制从较细网格到较大网格的过渡 速度。默认情况下，该值设置为 25%，这意味着与“局部重熔”部分中定义的实体相邻的三角形只能增长为“局部 重熔”部分中定义的边长度的 25%。这样可以防止网格大小发生很大的变化。 首先，我们将创建一个应用局部重熔参数的曲面。为此，请使用“标记”工具栏中的矩形标记工具。按住键盘上的 SHIFT 键，用鼠标左键标记小转子的区域，如下图所示。
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时，0.1 的值是好的。同样，输入体积网格参数。在本例中，选择要分析体积元素的形状度量为纵横比（A）。 在这里也定义适当的柱状图间隔。
单击应用后，可以在日志窗口中找到质量分析的结果。 当你对网格的质量满意时，关闭模拟重洗器。通过选择对象并按键盘上的 ctrl+c 来复制对象。打开“模拟”窗口， 按 ctrl+v 将对象粘贴到那里。体积网格将在“项目管理”部分的“有限元网格”选项卡中可用。然后可以将这些网格 导出到 FEA 软件中。 材料分配 从重新定义的对象创建体积网格后，可以在模拟中执行材质指定。可以看到“有限元网格”选项卡中列出的网 格。
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3-Matic 将打开，部件已加载以便重新加热。选择零件并单击“创建检查场景”按钮以检查网格 的质量。
有几个形状参数可用于测量三角形的质量。对于这个例子，我们将使用 height/base（n）参数。 此参数是三角形高度和底部之间的标准化比率值。完全等边三角形的质量为 1，非常差的三角形的 质量为 0。在“质量参数”部分中，从“形状度量”下拉框中选择“高度/基准（N）”。
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来自百度文库
如果要分析板条箱中体积元素的质量，可以选择所需的形状度量和质量阈值。例如，您可以填写：纵横比 （A）和形状质量阈值：20。这将列出有多少四面体不满足这个标准。 要可视化体积元素，请转到“三维视图”窗口，在“活动场景”选项卡中，右键单击“标准”部分–Y 并选择“显示”。
转到“属性”部分，检查“剪辑”并调整部分的位置。
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注：我们将在本教程中使用灰色值，因此如果您使用 Hounsfield 单位，请更改 通过转到“选项”菜单，选择“首选项”并在“常规”选项卡中更改像素单位。 选择股骨的 FEA 网格后，单击“材质”按钮。“模拟”将显示一条消息，说明必须先计算此网格的灰度值，然后才 能执行材质指定。选择“是”继续。计算后，您将看到以下对话框：
导出体积网格
体积网格和材料分配可以导出到 ANSYS、Patran Neutral 和 ABAQUS 文件中，然后对网格进行有限元分析。要 导出网格，请转到 FEA 菜单并选择“导出”。然后转到 FEA 选项卡，将正确的网格添加到导出列表，选择所需的
格式和导出目录，然后单击 OK 按钮。
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在“柱状图参数”部分，确保当前度量设置为“形状度量”。
此质量直方图显示具有一定质量的三角形的数量。然后将绿色滑块拖动到 0.4。也可以在“最小值/最大 值”部分输入值。这是我们将用于项目的质量阈值。在柱状图下面，您可以看到三个值： 值 1 是质量低于最小质量阈值的三角形数。由于我们的项目的最低质量阈值为 0，因此有 0 个三角形的质量较
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步骤 F：按“确定”按钮将材质指定给 FEA 网格。FEA 网格的元素将根据其材质着色：
然后，可以将此体积网格与材质指定一起导出（在这种情况下，只有 E-模量）。 注意：对于不同的范围或不同的遮罩材质指定，也可以使用不同的表达式。有关详细信息，请查看有关使用查 找文件分配材料的部分。
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您也可以尝试卷网格中的本地重读函数。使用以下设置尝试卷网格化操作： 56
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您将得到如下类似的结果：
步骤 H：您也可以将线性 tet-4 元素转换为非线性 tet-10 体积元素。在 要执行此操作，请转到“重做”->“转换体积网格”或选择“重做”选项卡中的图标。通过单击零件选择实体，并选择转 换类型 tet4 到 tet10。
模拟为每个灰度值显示分配给该特定值的元素数量。然后我们将把这个灰度值转换为材料属性。在本教程中， 我们将使用统一的方法。
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步骤 A：如果未选择统一方法，请单击“统一”旁边的单选按钮。 步骤 B：在编辑框中输入材料数量。本教程将使用 10 种材料。FEA 模块现在将体积网格中出现的灰度值范围划 分为 10 个大小相等的间隔，每个间隔代表一种材质。通过选择材质直方图，可以看到这种离散化。选择要屏蔽 的限制：绿色 2。由于部分体积效应，用于遮罩的极限分配会截取边界元素中的偏差。由于边界体素通常通过排 除这些体素来表示多个组织，因此材料分配将变得更加精确。
步骤 C：在这个步骤中，我们将提高网格的质量。如上所述，我们已经检查了网格的质量。要提高质量，请转到 remesh->auto remesh（或使用 auto 重读工具栏中的重读图标）并使用以下参数：质量阈值：0.4，几何错误：0.2，控制三角形边缘长度关闭，迭代 次数：4。 现在大多数三角形都达到了所需的质量，但是边缘长度仍然是不同的。通过选择“最大边长度”参数，可以控制曲 面网格的密度。低值将导致大量三角形。要了解网格中存在的边缘长度，请使用“测量”工具栏快速测量，或选择 检查测量作为最小边缘长度或最大边缘长度。
有关一般重熔器和质量参数的更多信息，请参阅 FEA 模块下的帮助页面。
重述协议
下面是您可以用来重读股骨的重读协议的描述。给出的值是用于股骨示例的值，如果您的零件具有 不同的比例（即几何误差、最大三角形大小），则必须对其进行调整。该协议可分为三大步骤：
1. 减少细节数量 2. 减少对象的三角形数量 3. 提高对象三角形的质量 4. 减少三角形的数量，同时保持质量 5. 移除多余的外壳 在这两个步骤之间，将采取措施确保对象没有交叉三角形，也没有坏边。 步骤 A：如果三维对象仅用于 FEA，则可以通过应用 平滑到三维对象。在“修复”选项卡中选择图标。左键单击三维模型并 从上下文菜单中选择三维模型：
将此表面重命名为小转子： 接下来，从 remesh 工具栏设置自动重读操作，如下所示：
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从 3-matic 中的左侧边栏中启用“查看三角形”选项以查看三角形。结果如下所示。 53
步骤 E：如果网格仍然包含一组小三角形。这些可以使用保留质量的减少三角形来删除。转到 remesh->quality preserve reduce triangles（或使用质量 保留 remesh 工具栏中的三角形缩减图标）。以下是股骨病例的推荐参数：质量阈值 0.4、迭代次数 4、最大几 何误差 0.3 mm、最大边缘长度 5 mm。
第一步：分析网格质量要检查网格的质量，请访问 remesh_或单击 “重做”选项卡中的图标。选择体积网格并选中“分析体积网格”。 选择用于表面网格分析的形状度量高度/底面（n），并填写要检查的质量阈值（在本例中为 0.4）。如果要可视 化区域中的曲面三角形，请选择“标记坏三角形”。定义适当的柱状图间隔，在这种情况下，当值在 0 到 1 之间
打开项目
在“文件”菜单中，选择“打开”（Ctrl+O）。浏览到安装额外教程文件的目录，然后双击 femur.mcs 文件。
计算 3D
此数据集中已有一个黄色遮罩可用于计算三维对象。在“计算三维”对话框中，选择“高质量”设置并单击“计算”。
重温 3D
在下一步中，我们将重新编写 3D，使其成为 FEA 的最佳用途。进入 FEA/CFD 菜单并选择 Remesh（重熔），启动重熔器。您会注意到有两个 3D 模型，选择黄色的 1 3D 模型。 Femurshaft 模型将在非流形装配教程中使用。
步骤 C：输入密度表达式以将每个材质的灰度值转换为密度。对于本教程，我们将使用以下表达式：密度=13.4+1017*灰度值。 步骤 D：通过取消选择“密度”和“泊松系数”之前的选择框，选择只写出导出文件中的 E 模量材料属性。对于 E-模 量，我们将使用以下表达式：E-模量=-388.8+5925*密度。 步骤 E：检查将在“材质编辑器”中指定的材质的值：
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执行拉普拉斯（1 阶）并使用以下参数：平滑因子 0.7、3 次迭代和检查使用补偿。 步骤 B：三维对象包含的三角形太多，无法进行有限元分析。减少 三角形，转到 Fix->Reduce（或使用工具栏中的 Reduce 图标）。用鼠标左键点击三维模型进行选择，使用以 下参数方法：法向、翻转阈值角度：15、几何误差：0.2、迭代次数：5。
第八章 有限元分析（FEA 教程）
在 FEA 教程中，我们将解释对股骨模型进行 FEA 分析的工作流程。我们将从股骨数据集开始，并解 释如何进行分割、如何计算 3D、如何重读 3D 以及如何将材料分配给 3D。FEA 和 STL+模块必须获 得许可才能结束本教程。 本教程将讨论的主题包括： 打开项目 计算 3D 重温 3D 基于重熔 3D 创建体积网格 材料分配 导出体积网格
步骤 F：检查模型中的自交集。转到“固定”->“标记相交三角形”。不应找到交叉口。如果找到，可以手动修复， 也可以使用自动修复向导。详见 3-matic 参考指南。 步骤 G：一旦有了足够的曲面网格，就可以创建体积网格。去重新网格化 >创建体积网格（或使用重做工具栏中的图标）。用以下参数填充对话框：方法：init 和 refine，控制边缘长度 on，最大边缘长度：5。
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在“柱状图参数”部分，将当前度量设置为“检验度量”。柱状图现在将显示所选的检查度量。在下面的示例中，可 以看到最大的边长度分布。
你会发现大多数三角形的边长都小于 5 毫米。要删除大纲视图，我们将再次执行自动重读算法，将最大边缘长度 限制为 5 毫米。进入 remesh->auto remesh，使用以下参数：质量阈值：0.4，几何误差：0.3，4 次迭代，控制 三角形边缘长度开启，最大边缘长度：5。
低 值 2 是质量介于最小阈值和最大阈值之间的三角形数。
在这种情况下，我们有 15.124 个三角形。我们将努力提高所有这些三角形的质量。 值 3 是质量阈值较高的三角形数。在这种情况下
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请注意，这里有几个可用于可视化和分组三角形的选项。这些选项有助于根据指定的质量标准定位三 角形。
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局部重熔参数：在“局部重读参数”区域中，可以选择网格的一部分（曲面、曲线或轮廓），以定义该区域和附近 区域中的局部边长度。当局部使用“最大三角形边长度”参数时，“增长率”参数控制从较细网格到较大网格的过渡 速度。默认情况下，该值设置为 25%，这意味着与“局部重熔”部分中定义的实体相邻的三角形只能增长为“局部 重熔”部分中定义的边长度的 25%。这样可以防止网格大小发生很大的变化。 首先，我们将创建一个应用局部重熔参数的曲面。为此，请使用“标记”工具栏中的矩形标记工具。按住键盘上的 SHIFT 键，用鼠标左键标记小转子的区域，如下图所示。
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时，0.1 的值是好的。同样，输入体积网格参数。在本例中，选择要分析体积元素的形状度量为纵横比（A）。 在这里也定义适当的柱状图间隔。
单击应用后，可以在日志窗口中找到质量分析的结果。 当你对网格的质量满意时，关闭模拟重洗器。通过选择对象并按键盘上的 ctrl+c 来复制对象。打开“模拟”窗口， 按 ctrl+v 将对象粘贴到那里。体积网格将在“项目管理”部分的“有限元网格”选项卡中可用。然后可以将这些网格 导出到 FEA 软件中。 材料分配 从重新定义的对象创建体积网格后，可以在模拟中执行材质指定。可以看到“有限元网格”选项卡中列出的网 格。
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3-Matic 将打开，部件已加载以便重新加热。选择零件并单击“创建检查场景”按钮以检查网格 的质量。
有几个形状参数可用于测量三角形的质量。对于这个例子，我们将使用 height/base（n）参数。 此参数是三角形高度和底部之间的标准化比率值。完全等边三角形的质量为 1，非常差的三角形的 质量为 0。在“质量参数”部分中，从“形状度量”下拉框中选择“高度/基准（N）”。
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来自百度文库
如果要分析板条箱中体积元素的质量，可以选择所需的形状度量和质量阈值。例如，您可以填写：纵横比 （A）和形状质量阈值：20。这将列出有多少四面体不满足这个标准。 要可视化体积元素，请转到“三维视图”窗口，在“活动场景”选项卡中，右键单击“标准”部分–Y 并选择“显示”。
转到“属性”部分，检查“剪辑”并调整部分的位置。
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注：我们将在本教程中使用灰色值，因此如果您使用 Hounsfield 单位，请更改 通过转到“选项”菜单，选择“首选项”并在“常规”选项卡中更改像素单位。 选择股骨的 FEA 网格后，单击“材质”按钮。“模拟”将显示一条消息，说明必须先计算此网格的灰度值，然后才 能执行材质指定。选择“是”继续。计算后，您将看到以下对话框：
导出体积网格
体积网格和材料分配可以导出到 ANSYS、Patran Neutral 和 ABAQUS 文件中，然后对网格进行有限元分析。要 导出网格，请转到 FEA 菜单并选择“导出”。然后转到 FEA 选项卡，将正确的网格添加到导出列表，选择所需的
格式和导出目录，然后单击 OK 按钮。
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在“柱状图参数”部分，确保当前度量设置为“形状度量”。
此质量直方图显示具有一定质量的三角形的数量。然后将绿色滑块拖动到 0.4。也可以在“最小值/最大 值”部分输入值。这是我们将用于项目的质量阈值。在柱状图下面，您可以看到三个值： 值 1 是质量低于最小质量阈值的三角形数。由于我们的项目的最低质量阈值为 0，因此有 0 个三角形的质量较
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步骤 F：按“确定”按钮将材质指定给 FEA 网格。FEA 网格的元素将根据其材质着色：
然后，可以将此体积网格与材质指定一起导出（在这种情况下，只有 E-模量）。 注意：对于不同的范围或不同的遮罩材质指定，也可以使用不同的表达式。有关详细信息，请查看有关使用查 找文件分配材料的部分。
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您也可以尝试卷网格中的本地重读函数。使用以下设置尝试卷网格化操作： 56
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您将得到如下类似的结果：
步骤 H：您也可以将线性 tet-4 元素转换为非线性 tet-10 体积元素。在 要执行此操作，请转到“重做”->“转换体积网格”或选择“重做”选项卡中的图标。通过单击零件选择实体，并选择转 换类型 tet4 到 tet10。
模拟为每个灰度值显示分配给该特定值的元素数量。然后我们将把这个灰度值转换为材料属性。在本教程中， 我们将使用统一的方法。
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步骤 A：如果未选择统一方法，请单击“统一”旁边的单选按钮。 步骤 B：在编辑框中输入材料数量。本教程将使用 10 种材料。FEA 模块现在将体积网格中出现的灰度值范围划 分为 10 个大小相等的间隔，每个间隔代表一种材质。通过选择材质直方图，可以看到这种离散化。选择要屏蔽 的限制：绿色 2。由于部分体积效应，用于遮罩的极限分配会截取边界元素中的偏差。由于边界体素通常通过排 除这些体素来表示多个组织，因此材料分配将变得更加精确。
步骤 C：在这个步骤中，我们将提高网格的质量。如上所述，我们已经检查了网格的质量。要提高质量，请转到 remesh->auto remesh（或使用 auto 重读工具栏中的重读图标）并使用以下参数：质量阈值：0.4，几何错误：0.2，控制三角形边缘长度关闭，迭代 次数：4。 现在大多数三角形都达到了所需的质量，但是边缘长度仍然是不同的。通过选择“最大边长度”参数，可以控制曲 面网格的密度。低值将导致大量三角形。要了解网格中存在的边缘长度，请使用“测量”工具栏快速测量，或选择 检查测量作为最小边缘长度或最大边缘长度。
有关一般重熔器和质量参数的更多信息，请参阅 FEA 模块下的帮助页面。
重述协议
下面是您可以用来重读股骨的重读协议的描述。给出的值是用于股骨示例的值，如果您的零件具有 不同的比例（即几何误差、最大三角形大小），则必须对其进行调整。该协议可分为三大步骤：
1. 减少细节数量 2. 减少对象的三角形数量 3. 提高对象三角形的质量 4. 减少三角形的数量，同时保持质量 5. 移除多余的外壳 在这两个步骤之间，将采取措施确保对象没有交叉三角形，也没有坏边。 步骤 A：如果三维对象仅用于 FEA，则可以通过应用 平滑到三维对象。在“修复”选项卡中选择图标。左键单击三维模型并 从上下文菜单中选择三维模型：