实体结构需要进行几何模型处理的几种情形

在ANSYS Workbench结构分析中，对于实体结构，可以直接将CAD系统中创建的几何导入Mechanical中采用SOLID单元进行网格划分，但是一般不建议这么做，而是应首先通过几何组件DM或SCDM对几何模型进行必要的修复、编辑、简化等操作，然后再导入分析环境中进行前处理操作。需要处理的几何问题大致有如下几种情形。

1.模型转换过程中丢失信息

通过CAD系统的接口导入原始模型的过程中，或者通过中性格式进行多次转换时，可能造成模型信息的丢失，引起几何的不连续等问题。比如下图所示几何模型由于缺失了一些表面而造成“破洞”的现象，在DM中通过Surfacepatch工具进行了处理。

2.几何模型质量较差

原始三维几何模型的质量较差，比如存在大量碎面、短线段等，这些问题建议在几何组件中进行处理，否则在划分网格之前还需要通过建立虚拟拓扑等方式进行处理，造成前处理效率低下。而如果不处理会造成网格质量差，进而影响计算。下图所示为通过SCDM修复工具合并大量小的碎面。此外，模型中存在装配不精确导致的体干涉等问题时，也可通过SCDM进行处理。

3.几何细节过多

原始几何模型中存在分析中不需要的过多的细节特征，如：表面凸起、商标图案、非应力集中区域的圆角面等小特征。这些特征如果不清除，会造成网格质量差，进而影响计算。比如下图所示的通过DM修复工具删除部件外表面的一系列小凸起特征。

4.需添加印记

需要在原始的几何模型中添加在后续分析环境中施加约束或表面荷载时所用的印记面，这些操作建议在几何组件SCDM或DM中完成。比如下图所示的在SCDM中给扳手添加螺栓作用的印记面。

5.模型中存在分析中不需要的部件

原始几何模型中存在大量分析中不需要的部件时，可以通过几何组件DM或SCDM进行删除，如下图左图中所示的大量螺栓，在整体分析中不考虑螺栓时可以删除，简化后的几何模型如右图所示。

6.几何模型需要简化

原始几何模型中存在扫描或拟合形成的复杂曲面等情况，这些几何模型可能导致网格划分失败，可通过SCDM进行简化处理。

综上所述，实体几何模型在导入结构分析环境划分单元之前，通常应当进行上述几种情况的几何模型的修复或简化处理等操作，而不是在CAD软件中创建几何后直接导入有限元分析环境中，因此建议有限元分析人员最好能够熟练掌握一到两种几何修复和处理的工具。