面向大型复杂焊接结构仿真的组合式自适应四面体网格生成算法

摘要：

目的 研究高质量、高效率的网格生成技术以实现大型复杂结构的焊接工艺仿真优化.方法 提出一种组合式的自适应四面体网格划分算法,即在高效生成各个零部件四面体网格的基础上,根据焊缝中心面的几何信息自动对焊缝附近网格进行细分,再缝合成高质量的大型复杂焊接结构的整体四面体网格,并集成到自主可控的商用网格划分软件Vision Mesh中.提出了摄动几何边界的方法,解决了大型复杂结构STL几何体在存在几何错误时网格难以生成的问题.提出了基于BVH树结构表达的背景网格表达方法,解决了多条焊缝同时高效、自动细分的难题,并通过"四面体分割-四面体合并-四面体翻转-点平滑优化"方法,实现了四面体网格的高质量优化.结果 算法网格效率可以达到200万个/h,生成的四面体99％以上均接近正四面体.可以由多个零部件一步组合生成大型结构的整体网格,并可对焊缝区域进行自动细分,大幅度简化了划分流程.将生成的网格导入国产焊接仿真软件InteWeld中进行测试,验证算法可用于大型复杂焊接结构整体应力变形的计算中.结论 实现了大型复杂焊接结构的高质量自适应四面体网格划分,使用简便操作得到了高质量网格,为焊接结构件工艺仿真优化提供了前提.

关键词：网格生成、脏几何、曲面网格、有限元、焊接

所属期刊栏目：15

分类号：TG404(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金52022033

在线出版日期：2023-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：176-185