معرفی
فرمت فایل STL یکی از فرمت های استاندارد فایل برای چاپ سه بعدی است و همچنین اغلب به عنوان فرمتی برای تبادل داده های اسکن سه بعدی استفاده می شود. فایل‌های STL فقط شامل سطح مثلثی، که می‌توانیم آن را مش سطح، یک شی سه‌بعدی نیز بنامیم، هستند. مثلث های موجود در فایل با نرمال ها و مختصات رأس خود که با هم یک نمایش وجهی از شی را تشکیل می دهند، مشخص می شوند.
COMSOL Multiphysics از وارد کردن فایل STL هم به عنوان مش سطح و هم به عنوان هندسه با وجوه صاف پشتیبانی می کند. این مجموعه آموزشی بر روی استفاده از ابزارهای موجود برای ویرایش مش های سطوح وارداتی، روش های مختلف تعمیر مش ها و نحوه تولید مش حجمی از مش سطح وارداتی، به طور مستقیم یا ابتدا با ایجاد یک هندسه با سطوح صاف از مش تمرکز دارد. صرف نظر از اینکه کدام روش را انتخاب می کنید، COMSOL Multiphysics از انواع عملیات پشتیبانی می کند، به عنوان مثال:
• | حرکت، پوسته پوسته شدن و چرخش مش وارد شده |
• | ترکیب مش وارد شده با هندسه پارامتری برای اجرای جاروهای پارامتریک |
• | تقاطع مش های وارداتی با یکدیگر |
• | اصلاح و مش بندی مجدد مش وارداتی |
• | ایجاد یک شبکه چهار وجهی در حوزه‌های غیر مشبک |
• | ایجاد یک مش جاروب شده در دامنه های غیر مشبک |
• | ایجاد یک شبکه لایه مرزی |
• | استفاده از مش منحنی برای نشان دادن مرزهای منحنی |
در صورت نیاز به تقاطع چندین مش وارد شده (یا تقاطع مش وارد شده با اجسام هندسی با اشکال پیچیده تر) کار کردن مستقیم با مش می تواند قوی تر باشد. این مهم می تواند در هنگام انتخاب هندسه ایجاد شود یا خیر.
این آموزش، دومین آموزش از این سری، یک گردش کار را نشان می دهد که در آن یک مش شبیه سازی با مش کردن مجدد مش سطح وارد شده بدون ایجاد هندسه تولید می شود. مراحل از وارد کردن فایل STL تا ایجاد مش نهایی به تفصیل شرح داده شده است و شامل تعمیر مش وارد شده، ترکیب مش وارد شده با مش تولید شده برای نمایش حجم اطراف، تقاطع مش با صفحه، مش بندی مجدد، ایجاد دامنه، ایجاد مش چهار وجهی و در نهایت تجسم عناصر مش با استفاده از نمودار مش.
STL Import 1 — تولید هندسه از یک مش وارداتی ، قسمت اول این مجموعه آموزشی، فرآیند ایجاد هندسه از یک فایل STL وارداتی را شرح می دهد.
دو آموزش این مجموعه مکمل یکدیگر هستند و قصد دارند بینشی دقیق در مورد نحوه کار با مش های وارداتی ارائه دهند. جدای از رسیدن به مش شبیه سازی به دو روش مختلف، آموزش ها همچنین تعمیر انواع مختلف عیوب و روش های مختلف تجسم مش را پوشش می دهند. بسته به کاربرد شما و مش وارد شده در دست، از ابزارهای مشروح در آموزش ها انتخاب کنید تا به مشی متناسب با نیاز خود برسید.
در نهایت، ذکر این نکته ضروری است که تکنیک های استفاده شده در مجموعه آموزشی برای هر نوع مش سطوح وارداتی مانند فرمت های PLY و 3MF اعمال می شود. آنها همچنین هنگام ایجاد یک مش از مجموعه داده های فیلتر یا پارتیشن اعمال می شوند، که وقتی از نتایج یک شبیه سازی به عنوان مش برای یک شبیه سازی جدید استفاده می کنید، برای مثال در طول مطالعه بهینه سازی توپولوژی، این کار را انجام می دهید.
تعریف مدل
فایل STL یک هندسه مهره را که در زیر نشان داده شده است وارد کنید.
دستورالعمل های این آموزش را دنبال کنید تا
• | فایل STL را وارد کنید |
• | مش STL را بچرخانید و آن را در اطراف مبدا قرار دهید |
• | عیوب کوچک در مش STL وارداتی را شناسایی و رفع کنید |
• | مش دوم را برای حجم اطراف وارد کنید تا برای شبیه سازی استفاده شود |
• | دو مش را با وجه های مسطح قطع کرده و به هم وصل کنید |
• | یک مش حجم برای دامنه های ایجاد شده ایجاد کنید |
• | یک نمودار مش ایجاد کنید تا نگاهی به مش ایجاد شده بیندازید |
مسیر کتابخانه برنامه: COMSOL_Multiphysics/Meshing_Tutorials/stl_vertebra_mesh_import
دستورالعمل مدلسازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 |  روی Done کلیک کنید . |
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
این واحد طول یکسانی را نیز برای مش تعیین می کند.
مش 1
واردات 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Import کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
3 |  روی Browse کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل c2_vertebra.stl دوبار کلیک کنید . |
توجه داشته باشید که تیک Create domains انتخاب شده است. قبل از اینکه بتوانید یک مش چهاروجهی ایجاد کنید به دامنه ها نیاز است. واردات بررسی می‌کند که آیا مش سطحی وارد شده هر ناحیه ضد آب را تشکیل می‌دهد، و اگر چنین است، دامنه‌ها را تشکیل می‌دهد.
5 | از لیست پارتیشن بندی مرز ، حداقل را انتخاب کنید . |
این تنظیم هنگام وارد کردن فایل‌های مش که هیچ پارتیشن بندی مرز مشخصی ندارند، برای مثال مش‌هایی که توسط تکنیک‌های تصویربرداری پزشکی تولید می‌شوند، مناسب است. پس از وارد کردن، مش معمولاً فقط از یک مرز تشکیل می شود که می توانید در صورت نیاز با استفاده از ابزارهای موجود، آن را پارتیشن بندی کنید. هنگام وارد کردن مش‌هایی که دارای صفحه‌ها و فیله‌های مسطح هستند، از تنظیمات مرزهای خودکار یا شناسایی استفاده کنید ، که پس از آن می‌توان مش‌ها را بر اساس آن تقسیم کرد.
6 |  روی Import کلیک کنید . |
اطلاعات
یک پیام اطلاعاتی ظاهر می شود مبنی بر اینکه هیچ دامنه ای برای صورت مهره ایجاد نشده است.
1 | در پنجره Model Builder ، روی Information کلیک کنید . |
2 | گره اطلاعات را باز کنید و برای جزئیات بیشتر بر روی زیرگره اطلاعات کلیک کنید. |
اطلاعات
این پیام اطلاعاتی نشان می دهد که مش مهره یک جزء ضد آب تشکیل نمی دهد. لبه هایی که در انتخاب گره اطلاعات ظاهر می شوند ، لبه های بیرونی هستند که در مجاورت یک یا چند سوراخ در مش قرار دارند. رندر مش را غیرفعال کنید تا آنها را واضح تر در پنجره گرافیک ببینید .
1 |  روی دکمه Mesh Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . بزرگنمایی کنید تا نمای دقیق زیر را ببینید. |
سه سوراخ وجود دارد که همه در یک طرف مهره قرار دارند. می‌توانید این را با مرور لیست لبه‌ها یا با روشن کردن Wireframe Rendering تأیید کنید تا مطمئن شوید که هیچ لبه دیگری در پشت صورت مهره‌ها پنهان نشده است. اگر این کار را می کنید، به یاد داشته باشید که قبل از ادامه، رندر Wireframe را خاموش کنید .
سوراخ بزرگتر در سمت چپ پایین یک سوراخ مثلثی است که به نظر می رسد به دلیل یک عنصر مش از دست رفته ایجاد شده است. دو سوراخ اضافی که در نیمه بالایی تصویر قرار دارند، هر دو حفره‌هایی شکاف مانند با نواحی صفر یا تقریباً صفر هستند، همانطور که بعداً هنگام بزرگنمایی روی سوراخ‌ها مشخص خواهد شد. چنین شکاف‌هایی معمولاً زمانی ایجاد می‌شوند که رئوس مثلث‌های مش وارد شده با تحمل واردات مشخص‌شده مطابقت نداشته باشند.
از دو تکنیک مختلف برای ترمیم سوراخ ها استفاده کنید زیرا نیاز به درمان متفاوتی دارند. از بین سه سوراخ در تصویر بالا، ابتدا یکی از سوراخ های گوشه سمت راست بالای تصویر را تعمیر کنید. سپس با سوراخ کوچک گوشه بالا سمت چپ ادامه دهید و در آخر سوراخ مثلثی گوشه پایین سمت چپ را پر کنید.
اگر بیش از سه یال در لیست انتخاب فهرست شده است، به گره Import 1 برگردید و مطمئن شوید که تنظیمات پارتیشن بندی Boundary Minimal است ، سپس مش را دوباره وارد کنید.
2 | در پنجره Model Builder ، گره اطلاعات را گسترش دهید ، سپس روی Information کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات اطلاعات ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
4 | در لیست، 3 (لبه واقع در گوشه سمت راست بالای تصویر قبلی) را انتخاب کنید. |
5 |  روی دکمه Zoom to Selection در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Mesh Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
لبه انتخاب شده در کنار یک شکاف بسیار باریک قرار دارد که تعداد عناصر لبه در هر دو طرف یکسان است. در مرکز بالایی تصویر بالا، کمی پایین تر از انتهای شکاف که عناصر لبه کوتاه تر در آن قرار دارند، بزرگنمایی کنید.
گوشه های عناصر مثلثی با هم مطابقت ندارند زیرا رئوس مش مربوطه در طول واردات ادغام نشدند. برای رفع این مشکل، فایل را با استفاده از تحمل بزرگتر دوباره وارد کنید.
واردات 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Import 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
3 | از لیست تحمل تعمیر ، Absolute را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن تحمل مطلق ، 1e-4[mm] را تایپ کنید . |
همچنین در قسمت Boundary Selections توجه کنید که در حین وارد کردن، منتخبی از سطوح مهره به طور خودکار ایجاد شده است. بعداً از این انتخاب برای انتخاب آسان سطح مهره در عملیات و ویژگی های اندازه استفاده خواهیم کرد. نام آن را به چیزی توصیفی تر تغییر دهید.
5 | قسمت Boundary Selections را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | بخش SOLID در فایل |
مرز مهره ها | مش مش COMSOL1 |
6 | قسمت Import را پیدا کنید .  روی Import کلیک کنید . |
رئوس مش در حال حاضر ادغام شده است، در نتیجه سوراخ و لبه مجاور آن حذف می شود. شما به راحتی می توانید با بررسی تعداد لبه های فهرست شده در گره اطلاعات یا با خاموش کردن موقت رندر مش، این موضوع را تأیید کنید.
7 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تبدیل 1
قبل از ترمیم بقیه سوراخ ها، توری را به سمت مبدا حرکت دهید. با افزودن یک زیرگره Transform به یک گره Import ، می توانید به راحتی یک مش وارد شده را جابجا، بچرخانید و مقیاس دهید . چندین زیرگره Transform اضافه کنید تا یک مش وارد شده حول بیش از یک محور بچرخد.
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  More Attributes کلیک کنید و Transform را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Transform ، بخش Displacement را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x ، -10[mm] را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن y ، -90[mm] را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z ، -10[mm] را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
اطلاعات
1 | در پنجره Model Builder ، Component 1 (comp1)>Mesh 1>Import 1>Information node را گسترش دهید ، سپس روی Information کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات اطلاعات ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 |  روی Zoom to Selection کلیک کنید تا روی دو سوراخ باقیمانده بزرگنمایی کنید. |
سپس شکاف دیگر مش را که کوچکتر از دو سوراخ باقیمانده است، تعمیر کنید.
4 | در لیست، 2 را انتخاب کنید . |
5 |  روی Zoom to Selection کلیک کنید . |
6 | همانطور که در زیر نشان داده شده است، کمی بزرگنمایی کنید تا عناصر مثلث در دو طرف شکاف را ببینید.  |
در یک طرف شکاف (در سمت چپ لبه سبز در شکل)، یک عنصر مثلث وجود دارد، در حالی که در سمت دیگر دو عنصر وجود دارد. از آنجایی که عملکرد واردات نمی تواند عناصر را پارتیشن بندی یا اضافه کند، لبه های مش در دو طرف شکاف را نمی توان حتی با تحمل بزرگتر ادغام کرد.
سوراخ ها را پر کنید 1
برای ترمیم شکاف از عملیات Fill Holes استفاده می کنیم که می تواند لبه های مش جدیدی را برای ادغام لبه ها معرفی کند. عملیات پر کردن حفره ها ، حفره هایی را در محدوده های انتخابی جستجو می کند و به طور خودکار تمام حفره های کوچکتر از یک تلورانس مشخص را پر می کند. بنابراین می توانیم از این عملیات برای تعمیر سوراخ سوم نیز استفاده کنیم.
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Cleanup and Repair کلیک کنید و Fill Holes را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پر کردن سوراخ ها ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست Selection ، Vertebra boundary (مرز مهره) را انتخاب کنید. |
توجه داشته باشید که چک باکس Create Domains به طور خودکار انتخاب می شود، به این معنی که هنگامی که همه سوراخ ها پر شدند و مش سطح یک مرز ضد آب تشکیل داد، یک دامنه ایجاد می شود.
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
شکاف با وارد کردن یک لبه مشبک در سمت چپ شکاف، ادغام دو طرف سوراخ و برداشتن لبه ترمیم شده است.
اطلاعات
پیام اطلاعاتی دیگر نشان می دهد که هنوز یک سوراخ در مش سطح وجود دارد زیرا هیچ دامنه ای ایجاد نمی شود. با دنبال کردن مراحل زیر روی سوراخ بزرگنمایی کنید.
اطلاعات
1 | در پنجره Model Builder ، Component 1 (comp1)>Mesh 1>Fill Holes 1>Information node را گسترش دهید ، سپس روی Information کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات اطلاعات ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | در لیست، 1 را انتخاب کنید . |
4 |  روی Zoom to Selection کلیک کنید . |
سوراخ مثلثی اصلی باقی می ماند زیرا بزرگتر از تحمل تعیین شده خودکار برای پر کردن سوراخ ها است . محیط سوراخ باقیمانده را اندازه گیری کنید تا تخمینی برای مقدار تحمل برای استفاده با ویژگی Fill Holes بدست آورید . لبه باید قبلا انتخاب شده باشد، اما در صورت نیاز دوباره آن را انتخاب کنید.
5 | در نوار ابزار Mesh ،  روی اندازه گیری کلیک کنید . |
طول لبه در پنجره پیام ها گزارش می شود . طول آن حدود 2.2 میلی متر است.
سپس به پنجره تنظیمات مربوط به پر کردن سوراخ ها برگردید .
سوراخ ها را پر کنید 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Fill Holes 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پر کردن سوراخ ها ، قسمت پر کردن سوراخ ها را پیدا کنید . |
3 | از فهرست حداکثر حفره پیرامون ، دستی را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن Perimeter ، 2.3[mm] را تایپ کنید . مقداری که در اینجا وارد می کنید باید کمی بزرگتر از محیط سوراخ اندازه گیری شده باشد. |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
با این کار تعمیر مش وارد شده به پایان می رسد و پنجره پیام ها گزارش می دهد که اکنون یک دامنه وجود دارد. مراحل زیر را ادامه دهید تا یاد بگیرید که چگونه مش وارد شده را با یک بلوک ایجاد شده در همان جزء ترکیب کنید، مش را با یک صفحه قطع کنید تا بخشی از مش را حذف کنید، و یک مش حجمی در داخل و خارج مهره ایجاد کنید. مش بلوک می تواند به خوبی از فایل وارد شود، در صورت وجود.
هندسه 1
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در کادر محاوره ای ترکیب هندسه با مش ، با این سوال مواجه می شوید که آیا می خواهید این هندسه را با مش در مش 1 ترکیب کنید . اگر نمی‌خواهید این کار را انجام دهید یا نمی‌خواهید در این مرحله تصمیم بگیرید، فقط می‌توانید روی لغو کلیک کنید و تصمیم بگیرید که در مرحله بعد با هندسه چه کاری انجام دهید. در این آموزش، می خواهیم هندسه بلوک را با مش مهره ترکیب کنیم، بنابراین اجازه دهید به گزینه های نحوه انجام این کار نگاه کنیم. |
– | یک گره Import به Mesh 1 اضافه کنید . این یک مش سطحی از هندسه را به دنباله مش بندی وارد می کند، جایی که این دو با هم ترکیب می شوند. این همان کاری است که در این آموزش و گزینه ای که از آن استفاده خواهیم کرد، قصد انجام آن را داریم. |
– | یک دنباله مش بندی جدید که مطابق با هندسه است و یک گره Import در Mesh 1 که مش هندسه وارد می شود، اضافه کنید. اگر می‌خواهید بر مشی که به Mesh 1 وارد می‌کنید کنترل کامل داشته باشید، از این گزینه استفاده کنید . |
3 | برای تایید گزینه اول روی OK کلیک کنید . |
بررسی کنید که یک گره Import 2 آخرین بار در دنباله Mesh 1 اضافه شده است . با این حال، قبل از رفتن به آنجا، ساخت هندسه را با انتخاب اندازه و موقعیت بلوک به گونه‌ای که حاوی مش مهره باشد، به پایان برسانید.
4 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
5 | در قسمت متن Width ، 30[mm] را تایپ کنید . |
6 | در قسمت Depth text 20[mm] را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن ارتفاع ، 25[mm] را تایپ کنید . |
8 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
9 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
10 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
مش 1
اکنون، به مش 1 برگردید و یک مش سطحی از بلوک ساخته شده را به دنباله مش بندی وارد کنید.
واردات 2
تنظیمات از قبل برای وارد کردن یک شبکه سطحی از هندسه نهایی شده در هندسه 1 تنظیم شده است . مش با عملیات مثلثی آزاد ، در این مورد، اندازه معمولی ساخته می شود ، اما گزینه ای برای وارد کردن مش تجسم هندسه نیز وجود دارد. گزینه Resolve narrow domains اندازه مش را در جایی که مرزها نزدیک به یک منطقه باریک هستند کاهش می دهد، شبیه به آنچه که مش مرزی در صورت ایجاد یک مش دامنه به نظر می رسد. برای بلوک، هیچ ناحیه باریکی وجود ندارد، بنابراین شما فقط یک مش مثلث با اندازه مشابه در تمام مرزها خواهید داشت.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Mesh 1 روی Import 2 کلیک راست کرده و Build Selected را انتخاب کنید تا یک شبکه با اندازه معمولی سطح بلوک وارد شود. |
2 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید تا مهره داخل بلوک را ببینید. |
3 | مش را در پنجره Graphics بچرخانید تا بررسی کنید که مهره به طور کامل در بلوک قرار دارد، این دو مش نباید قطع شوند. روی دکمه Go to Default View کلیک کنید . |
همچنین می توانید از آمار مش استفاده کنید تا بررسی کنید که فقط عناصر مثلثی برای بلوک وارد شده است.
4 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Statistics را انتخاب کنید . |
آمار بیان می کند که این یک مش با دامنه های غیر مشبک است و فقط مثلث ها ، عناصر لبه و عناصر راس را فهرست می کند . اگر مش ها با هم قطع شدند، بررسی کنید و مطمئن شوید که تنظیمات بلوک 1 درست است، سپس مش بلوک را دوباره وارد کنید.
5 | در پنجره Statistics برای Mesh ، بخش Geometric Entity Selection را پیدا کنید . |
6 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
7 | از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید . |
در پنجره Statistics ، اکنون می‌توانیم ببینیم که حداقل کیفیت عنصر مش سطح نسبتاً پایین است (حدود 1.7e-4). علاوه بر این، هیستوگرام کیفیت عنصر نشان می دهد که بخش بزرگی از عناصر دارای کیفیت پایین هستند. برای بدست آوردن کیفیت عنصر بالاتر، مهره را جلوتر دوباره مش می کنید.
با صفحه 1 تقاطع کنید
به تقاطع مش بلوک و مهره با یک صفحه تقارن فرضی ادامه دهید.
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و گزینه Intersect with Plane را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Intersect with Plane ، قسمت Plane Definition را پیدا کنید . |
3 | از لیست هواپیما ، yz-plane را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Cleanup را پیدا کنید . از لیست تحمل تعمیر ، Absolute را انتخاب کنید . |
تلورانس مطلق به طور پیش فرض روی 0.01 میلی متر تنظیم شده است که این مقداری است که در اینجا استفاده خواهیم کرد. تنظیم خودکار از تلورانس بالاتری (0.09 میلی متر) استفاده می کند، که اگر ابتدا عملیات را با تنظیمات خودکار ایجاد کنید و سپس به Absolute تغییر دهید ، می توانید ببینید .
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
اکنون باید در پنجره گرافیک مشاهده کنید که مش مهره و بلوک توسط صفحه تقسیم شده است. سطوح مشبک جدیدی که مهره و بلوک را در امتداد صفحه به هم متصل می کند نیز در داخل بلوک ایجاد شده است. این توسط کادر انتخاب Create intersection faces کنترل می شود . در صورت انتخاب، این عملیات چهره های مسطح را در داخل حلقه های لبه بسته ایجاد شده توسط تقاطع ایجاد می کند.
تقاطع یک مش می تواند عناصر مشبک کوچک و بریده ای را معرفی کند. بخش پاکسازی عملیات اینها را فرو می‌ریزد، اما با انجام این کار، ممکن است شکل شبکه‌ای را که قطع می‌شود تغییر دهد تا سطح تقاطع مسطح را تضمین کند. تلورانس کمتر شکل اصلی مش را بهتر حفظ می کند، اما همچنین عناصر کوچک و بریده شده وارد شده توسط تقاطع را حفظ می کند. در اینجا، تحمل کمتر کمک می کند تا شکل اصلی را بهتر حفظ کنید و از برخی چهره های کوچک جلوگیری کنید. صورت های کوچک زمانی ایجاد می شوند که بخش هایی از مهره که بسیار نزدیک به صفحه متقاطع هستند بر روی صفحه فرو می ریزند.
حذف نهادها 1
بعد، نیمی از مش را حذف کنید تا از صفحه تقارن که در بالا معرفی شد استفاده کنید.
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Delete Entities کلیک کنید . |
2 | به تب Home بروید . |
3 | در نوار ابزار Home ، روی  Windows کلیک کرده و Selection List را انتخاب کنید . |
لیست انتخاب را باز نگه دارید زیرا در طول آموزش از آن استفاده خواهید کرد.
لیست انتخاب
1 | به پنجره Selection List بروید . |
2 | در لیست، 1 و 4 را انتخاب کنید .  |
3 | روی Add to Active Selection برای Delete Entities 1 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
مش 1
حذف نهادها 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Delete Entities 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حذف نهادها ، روی  Build Selected کلیک کنید تا قسمتی از مهره و بلوک یک طرف صفحه تقارن حذف شود. |
3 |  روی دکمه Go to Default View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
4 | در نوار ابزار پنجره Graphics ،  در کنار  Select Domains کلیک کنید ، سپس Select Boundaries را انتخاب کنید . |
5 | در لیست انتخاب ، تأیید کنید که 9 مرز مورد انتظار را دارید. شش برای بلوک و سه برای مهره. اگر بیش از نه مرز در لیست وجود دارد، تنظیمات تحمل را برای عملیات Intersect with plane بررسی کنید . |
پس از تقاطع یک مش با یک صفحه، معمولاً برای از بین بردن عناصر کوچکی که اغلب بر روی وجوه متقاطع شده توسط صفحه ایجاد می شوند، دوباره مش بندی نیاز است. همچنین، مش روی سطوح تقاطع همیشه تا حد امکان درشت تولید می شود و معمولاً نیاز به پالایش دارد. دوباره مش کردن وجه ها باعث ایجاد عناصر مش با اندازه یکنواخت تر می شود و همچنین منجر به مثلث هایی می شود که به شکل متساوی الاضلاع مورد نظر نزدیک تر هستند.
6 |  روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید ، زیرا این کار دیدن مش در قسمت بیرونی بلوک را آسان‌تر می‌کند. همچنین اگر قبلاً Mesh Rendering را خاموش کرده اید ، دوباره آن را روشن کنید. |
7 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک کنید . |
8 |  روی دکمه کلیک و پنهان کردن در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
9 | مرزهای 2،6 و 8 را با کلیک بر روی آنها در گرافیک پنهان کنید تا به تصویر زیر برسید.  |
10 |  برای غیرفعال کردن عملکرد و جلوگیری از پنهان کردن مرزهای بیشتر، دوباره روی دکمه کلیک و پنهان کردن در نوار ابزار گرافیک کلیک کنید . |
در مرحله بعد، چهره ها را با عملیات Free Triangular دوباره مش می کنید تا مش ظریف تری ایجاد کنید و کیفیت عنصر را بهبود ببخشید. این ممکن است زمانی مورد نیاز باشد که کیفیت یک مش وارداتی برای شبیه سازی در دست مناسب نباشد یا همانطور که قبلاً بحث شد، برای بهبود مش در وجوه تقاطع و نزدیک به لبه های تقاطع مناسب نباشد.
مثلثی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Free Triangular را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 2-9 را انتخاب کنید. این کار به راحتی از فهرست انتخاب انجام می شود ، زیرا برخی از مرزها پنهان هستند. |
مش در انتهای بلوک (مرز 1) اصلاح نشده است و کیفیت خوبی دارد. بنابراین، نیازی به remesh کردن آن نیست.
3 | در پنجره تنظیمات برای Free Triangular ، برای گسترش بخش Mesh Preprocessing کلیک کنید . |
4 | در قسمت متن تحمل ساده سازی نسبی ، 0.001 را تایپ کنید . تحمل کمتر امکان نمایش نزدیک‌تر قسمت‌های منحنی مهره‌ها با شعاع کوچکتر را فراهم می‌کند. |
سایز 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Free Triangular 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
این ویژگی اندازه، Size 1 را به عملیات Free Triangular اضافه می کند . از آن برای تنظیم اندازه عنصر کوچکتر در مرز مهره استفاده کنید. اولین زیرگره اندازه عنصر پیش‌فرض را برای عملیات مشخص می‌کند، که برای همه مرزها اعمال می‌شود، مگر اینکه توسط تنظیمات اندازه دیگر لغو شود.
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، مرز مهره را انتخاب کنید تا اندازه مش ریزتر روی صورت مهره تنظیم شود. |
4 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . از لیست Predefined ، Fine را انتخاب کنید . |
این امکان وجود دارد که پارامترهای اندازه مش را تغییر دهید تا اندازه مش حتی بیشتر سفارشی شود. این در آموزش مش بندی تنظیم اندازه عنصر برای ژنراتور مش بدون ساختار ، موجود در کتابخانه های کاربردی توضیح داده شده است.
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
مش اکنون تقریباً از 6500 مثلث تشکیل شده است.
هنگام تولید یک مش جدید با عملیات Free Triangular ، ابتدا سطوح صاف در پس زمینه بر اساس مش اصلی ایجاد می شود. این سطوح پس از تولید مش جدید استفاده می شوند. به بحث در بخش مقایسه هندسه مش با مش STL در آموزش STL Import 1 مراجعه کنید — ایجاد هندسه از یک مش وارداتی برای اطلاعات بیشتر در مورد اینکه چگونه تحمل ساده سازی نسبی بر شکل چهره ها برای رمش تأثیر می گذارد.
جایگزین دیگر اصلاح مش با استفاده از عملیات Adapt با عبارت اندازه مطلق است. برای یک مش خطی وارداتی، عملیات Adapt رئوس مش جدید یا جابجا شده را روی یک نمایش منحنی مش قرار می دهد، جایی که انحنا از مش خطی به دست می آید.
6 | در نوار ابزار Mesh ، روی دکمه Statistics کلیک کنید . |
در پنجره پیام‌ها ، می‌توانید بررسی کنید که کیفیت حداقل عنصر اکنون بسیار بهبود یافته است (0.4) و کیفیت متوسط بالا (0.8) نشان می‌دهد که اکثر عناصر مثلث کیفیت خوبی دارند.
Tetrahedral رایگان 1
حالا دامنه ها را با مش حجمی پر کنید.
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Free Tetrahedral کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Tetrahedral ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
پنجره Messages گزارش می دهد که مش اکنون حاوی عناصر دامنه (چهار وجهی) است. اگر پنجره فهرست انتخاب را بررسی کنید ، همچنین می‌توانید ببینید که دو دامنه فهرست‌شده در آنجا به‌عنوان «(انتخاب شده، مشبک‌شده)» علامت‌گذاری شده‌اند و هیچ دامنه‌ای بدون شبکه باقی نمانده است. این بدان معنی است که مش اکنون آماده است و می توان از آن برای تنظیم مواد و فیزیک برای شبیه سازی سه بعدی در نرم افزار استفاده کرد.
قبل از پایان آموزش، اجازه دهید نگاهی دقیق تر به نحوه ایجاد و سفارشی کردن یک نمودار مش برای بازرسی بصری مش بیندازیم.
3 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمودار مش پیش فرض کیفیت عناصر مش را نشان می دهد. رنگ سبز روشن نشان دهنده توری با کیفیت خوب (کیفیت نزدیک به 1) است.
نتایج
مش 1
مراحل زیر را دنبال کنید تا نموداری از عناصر حجمی رنگ‌شده با توجه به دامنه‌ای که به آن تعلق دارند ایجاد کنید و برای مشاهده عناصر داخل بلوک و مهره، فیلتر را اعمال کنید.
1 | در پنجره تنظیمات مش ، قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . |
2 | از لیست رنگ عنصر ، سفید را انتخاب کنید تا عناصر مش سفید رنگ شوند. |
3 | برای گسترش بخش Element Filter کلیک کنید . تیک فعال کردن فیلتر را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت Expression text، x>1[mm] را تایپ کنید تا عناصری با حداقل یک راس با مختصات x بالاتر از 1 میلی‌متر تجسم کنید. |
5 | در نوار ابزار Mesh Plot 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
سپس یک Selection به گره نمودار اضافه کنید و دامنه مهره را انتخاب کنید.
انتخاب 1
1 | روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 2 (دامنه مهره) را انتخاب کنید. |
3 | در نوار ابزار Mesh Plot 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
اکنون گره نمودار مش 1 را کپی کرده و تغییراتی را برای رنگ آمیزی عناصر اطراف به رنگ آبی روشن ایجاد کنید.
مش 2
روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
انتخاب 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Mesh 2 را گسترش دهید ، سپس روی Selection 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط دامنه 1 (بلوک اطراف) را انتخاب کنید. |
مش 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست رنگ عنصر ، فیروزه ای را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Element Filter را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، y>1[mm] را تایپ کنید . |
5 | برای گسترش بخش Shrink Elements کلیک کنید . در قسمت متنی Element scale factor ، 0.8 را تایپ کنید . |
6 | در نوار ابزار Mesh Plot 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
ضریب مقیاس عنصر را روی مقداری کوچکتر از 1 تنظیم کنید تا نحوه اتصال عناصر مش را بررسی کنید، زیرا می توانید قسمت هایی از عناصر اطراف را که در غیر این صورت در پشت اولین لایه عناصر در نما پنهان می شوند، مشاهده کنید . برای افزایش اندازه عناصر در نمودار می توانید مقداری بزرگتر از 1 وارد کنید. هنگامی که باید شکل تک تک عناصر را که واقعا کوچک هستند بررسی کنید از این استفاده کنید.
هنگامی که مش با هندسه در مدل مطابقت دارد، عناصر منحنی می شوند تا با مرزهای هندسه مطابق با تابع شکل هندسه مشخص شده مطابقت داشته باشند. اگر هندسه ای وجود نداشته باشد، همانطور که برای مش های وارداتی وجود دارد، عناصر منحنی به یکی از دو روش تولید می شوند: برای عناصر خطی وارد شده، مانند این فایل STL مهره، نرم افزار شکل سطوح و منحنی ها را از روی خطی تخمین می زند. عناصر برای قرار دادن گره های مرتبه بالاتر. در غیر این صورت، برای فایل‌های مش که حاوی عناصر درجه دوم هستند، همانطور که برخی از فایل‌های NASTRAN و COMSOL Multiphysics انجام می‌دهند، نرم‌افزار این اطلاعات را استخراج می‌کند تا عناصر مرزی را منحنی کند و گره‌های مرتبه بالاتر را بر اساس آن قرار دهد. یک نمایش خمیده و مرتبه دوم شکل هندسه به طور خودکار هنگام حل برای اکثر رابط های فیزیک استفاده می شود. از سوی دیگر،
چند مرحله باقیمانده را برای تجسم عناصر منحنی و گره های مرتبه بالاتر در مرز مهره دنبال کنید.
طرح مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh Plot 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
4 | در نوار ابزار Mesh Plot 1 ، روی  Plot کلیک کنید تا لبه های سیاه بلوک و مهره پنهان شود. اگر می‌خواهید آنها را ببینید، می‌توانید بعداً دوباره آنها را روشن کنید. |
5 | روی قسمتی از مرز مهره که انحنای بیشتری دارد بزرگنمایی کنید.  |
این چیزی است که مش با یک نمایش خطی از چهره ها به نظر می رسد.
حالا تابع شکل هندسه را برای رسم عناصر مرتبه دوم تغییر دهید.
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>Datasets را گسترش دهید ، سپس روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Mesh ، بخش Mesh را پیدا کنید . |
3 | از لیست تابع شکل هندسه ، لاگرانژ درجه دوم را انتخاب کنید . |
توجه داشته باشید که این فقط یک تنظیم نمودار است و بر تابع شکل هندسه که هنگام حل استفاده می شود تأثیر نمی گذارد .
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، در Results>Mesh Plot 1 روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | این طرح را به روز می کند.  |
اکنون چهره ها با عناصر درجه دوم نشان داده می شوند که منجر به شکل صاف تری می شود.
در نهایت، اجازه دهید نقاط گره عناصر مرتبه دوم را به طرح اضافه کنیم.
3 | در پنجره تنظیمات مش ، قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . |
4 | از لیست نقاط گره ، تابع شکل هندسه را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار Mesh Plot 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
1
هندسه STL توسط Mark Yeoman، Continuum Blue، انگلستان ارائه شده است.
