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2025.1.0版本中机器学习识别卡扣特征及其网格自适应调整(一) – 创建紧固件的DM数据库

2025.1.0版本中机器学习识别卡扣特征及其网格自适应调整(一) – 创建紧固件的DM数据库 BETA CAE Systems
2025-12-10
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导读:本文将介绍如何创建紧固件DM数据库,为紧固件识别、分类,并生成自适应的高质量的网格表达方式奠定基础。




在CAE前处理工作中,对复杂铸件或板件进行中面抽取是必不可少的步骤。然而,当模型中存在大量结构复杂、形式多样的紧固件或卡扣时,传统的Casting中面抽取功能往往难以直接生成高质量的网格,需要我们投入大量时间进行手动修复。

为了避免这些重复且繁琐的工作,在我们机器学习工具的帮助下,可以精准地识别和分类现模型中的紧固件,并将其与DM数据库中已保存的紧固件进行智能匹配。随后,便能自动生成符合质量标准的网格,并根据当前模型中的紧固件的几何形状进行网格的自适应调整。这样,不仅能显著地提升中面抽取的效率,还确保了建模质量的高度一致性。

本文将介绍如何创建上述的紧固件DM数据库,为后续的紧固件识别、分类,并生成自适应的高质量的网格表达方式奠定基础。



DM(Data management)中紧固件数据库是一个可自定义、可扩展的数据库,用于存储各类标准的、高质量的紧固件模型,一般对于每个紧固件部件都包含两种表达方式:几何表达方式和网格表达方式

几何表达(common representation):存储紧固件的原始几何数据,确保其形状特征的完整性。这部分数据是后续机器学习识别和匹配的基础。

网格表达(mesh representation):存储经过工程师手动优化和质量检查的网格数据。这些网格数据是可复用的高质量模板,能够直接应用于新模型中,确保网格质量的一致性,避免重复劳动。

通过将这两种表达形式整合在一起,DM紧固件数据库能作为工程师的知识库,极大地提升了CAE前处理中对相似的紧固件处理过程的标准化和自动化水平。



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DM数据库的连接

在开始创建或管理紧固件数据之前,您需要首先连接到DM数据库。通过ANSA页面中的 User Login > DM Connect 选项,您可以连接到自定义的DM数据库中。

图 1  DM数据库的连接


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紧固件的识别

紧固件识别是工作流的第一步,它能够帮助您快速定位模型中的紧固件。在Geometry > Isolate > Embedded Clips 功能中提供了两种识别的方法:自动识别(Auto Detect)或交互式识别(Interactive)。

2.1 自动识别(Auto Detect)

该方法通过机器学习工具包的内置算法,能够自动识别现模型当中所有可能的紧固件几何。只需点击选择 Detect>Auto,系统便会将这些潜在的紧固件将以粉色高亮的形式在模型中显示,并在工具列表中列出。您还可以通过右键Add/Remove Faces功能进行手动修改(移除或添加),以优化识别结果。确认无误后,右键选择 Mark as > Approved确认其有效性,最后点击 Generate 生成。

图 2  紧固件的自动识别


2.2 交互式识别(Interactive)

如果您更倾向于手动控制,可以选择交互式识别。通过旋转、缩放模型,您可自主选择识别正确的紧固件,并点击 Create Clip生成。识别结果同样可以通过 Feature manager > Edit > Features 进行后续手动修改。

图 3  紧固件的交互式识别


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紧固件几何表达的DM保存

完成识别后,您可以在 Feature manager 中查看到所有已识别的紧固件。右键选中并选择 Save in DM,即可将其几何表达形式保存到 DM 数据库中。

图 4  紧固件几何表达的DM保存


在弹出的保存页面中,您可以根据需要修改部件的属性。

图 5  DM保存的信息确认


保存完成之后,您便可在DM Browser中的Library Items>Embedded Clip下查看到所有已保存的紧固件的几何表达形式。

图 6  含有紧固件几何表达的DM数据库


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生成紧固件网格表达形式

为了确保网格质量和可复用性,紧固件的网格表达方式同样需要存储到 DM 数据库中。

首先,在紧固件对应位置生成中面网格,可使用 Midsurface > Middle > Casting 功能。需要注意,在此步骤中,请勿勾选 Fastener 中的任何选项

图 7  Casting抽中面


随后,您需要手动对每组相似紧固件中的一个进行网格修复,以确保其网格质量符合分析要求。

图 8  紧固件的中面网格修复


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紧固件网格表达形式的DM保存

完成网格生成和修复后,进入 Midsurface > AUXILIARIES > Add Fastener FE Rep. 工具,匹配网格与几何表达方式,并将网格表达形式保存至 DM 数据库。

在 Add Fastener FE Rep. 工具中,您需要选择一个识别范围。考虑到模型中可能存在大量相似的紧固件,您可以仅选择每一组的其中一个紧固件卡扣进行保存。在这种情况下,推荐使用 Selected 模式,以提高效率

图 9  紧固件网格表达的DM保存


保存完成后,在DM Browser的 Library Items > Embedded Clip 路径下,您会看到已保存的每个紧固件不仅包含了其原有的几何表达形式(common Representation),还多了一个网格表达形式(Mesh Representation)。这意味着,对于DM数据库中的每个紧固件,我们都同时拥有了两种关键的表达形式:用于特征识别的几何表达形式和用于后续沿用的高质量网格表达形式。

图 10  含有紧固件几何表达和网格表达的DM数据库



总结

以上的步骤展示了如何在ANSA中创建紧固件DM数据库,其中包含了两种表达方式:分别是几何表达方式common和网格表达方式mesh。这一过程将为后续的紧固件识别、分类以及自动生成自适应高质量网格表达方式奠定坚实的基础,从而大幅提升CAE前处理工作效率和建模质量。

在下一篇文章中,我们将介绍如何利用这一数据库,通过机器学习实现紧固件网格的自动生成与自适应调整,敬请期待!




END

作者 | 胡懿滢

BETA CAE 工程师


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BETA CAE Systems,致力于开发满足各仿真学科要求的最先进的CAE系统,产品包括ANSA前处理器、META后处理器、Epilysis求解器,SPDRM过程数据和资源管理器,RETOMO逆向建模器,OpDesign优化设计等。
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