Moldex3D模流分析之薄壳网格案例基本概念
•基本概念 (Basic Concept)
本章节说明 Shell 模型的射出成型仿真之操作流程。内容包含将几何模型转换成网格模型的前处理、计算的分析设定，以及检视分析结果的后处理。整个制程的流程图显示如下。
汇入几何
启动 Rhinoceros，从目录：\[安装路径]\Samples\Geometry\STL 中加载玩具车的 CAD 档案 。(此范例中加载 toycar.stl)
Rhinoceros 与 Moldex3D Mesh 中的图标若按鼠标左键或右键时，会有不同的功能。当鼠标光标停在功能图标上，会出现鼠标指令说明。例如，「单击 [Check Free Edges] 」，则表示用鼠标左键单击，而「在 [Check Overlapping] 右键单击」，则表示用鼠标右键单击。若功能图标旁未标注鼠标按键图标，则表示按鼠标左键。
•作业窗口
单击 [四个作业窗口] (4 Viewports) 以切换单一作业窗口至四个作业窗口。
在四个作业窗口中，双击图形窗口左上角所显示的作业窗口名称，以切换作业窗口全至屏幕。
建立或编辑对象时，请利用四个作业窗口来同时间检视不同的画面。
•图层管理员
加载 Rhinoceros 时将会显示「图层管理员」。若系统没有显示，请单击 [图层] (LAYERS) 启用「图层管理员」。若仅有一个图层，图层名称为「Default」。您可以重新命名「Default」图层。
下列为「图层管理员」的实用功能：
单击灯泡图标可隐藏图层的所有对象。
单击彩色方块可变更图层的所有对象颜色。
在图层管理员上右键单击可新增图层。
1.选取整个几何模型
2.在建立网格之前，单击 [组合] (Join) 将所有表面合并为多层表面。此功能会在稍后的步骤中，强化网格的整体节点连接性。
在稍后的步骤中，您将要根据几何模型建立 2D Shell 网格。但问题是：2D Shell 网格模型应使用几何模型的哪一面？在此模型中，因其肋条与浮柱位于模型内部，故选取此玩具车几何的内面。
您决定好此网格基础架构后，请修复内层表面的外露边缘，并忽略其他。下列步骤将会引导您完成此制程。
1.选取玩具车的几何模型，并单击 [Show Edges]。在快显对话框中，选取 [外露边缘] (Naked Edges)。旋转检视角度，以查看内面。
预设会以洋红色标注所有外露边缘。
2.在不关闭边缘分析情形下，单击 [Join 2 Naked Edges] ，并选择其中一个外露边缘，再单击相同位置，以选取另一个外露边缘。虽然看似您在相同的点双击，但事实上您已选取两个非常邻近的外露边缘。
3.系统会跳出快显对话框，询问您是否要结合这些侧边。单击 [是] (Yes) 进行确认。
标注为深红色的侧边则会变成黑色。
4.重复步骤 2 与 3 以修复玩具车侧边上的所有外露边缘。
可能会有部份外露边缘无法被消除。请忽略那些外露边缘。
修复外露边缘是为了在稍后步骤中强化整体节点的连接性。但是即使您忽略此步骤，也不一定会遇到节点连接性的问题。
1.选取此玩具车的多层表面，并单击 [Node Seeding] 。
网格节点会建立表面网格建构的基础架构。系统会依据此步骤中的网格节点建立表面网格。
2.在快显对话框中将 [Initial mesh size] 设为 3 mm，并单击 [OK]。然后按下 [Enter] 键，确定目前作业。您输入的初始网格大小为两个节点之间的距离上限。本程序会尽量依接近初始网格大小，建立所有节点区间的网格。
一般而言，元素的大小是依据塑件尺寸所决定。关键在于元素数量与计算时间之间取得平衡。在此范例中，元素数量建议不超过 20,000。
1.选取玩具车的多层表面，并单击 [Create Surface Mesh]。
在快显对话框中，选取 [Pure triangle]，然后单击 [Generate] 来建立表面网格。
建立表面网格后，系统会跳出网格质量表格。检查网格质量，单击[OK]以关闭此表格。系统会自动显示表面网格的所有自由边，所以会建立两个新图层：MeshLayer以及MeshFreeEdge。表面网格位于 MeshLayer，而自由边则位MeshFreeEdge。
2.双击 MeshLayer 将工作图层从 IGES level0 切换至 MeshLayer。
3.单击「图层管理员」中 IGES level0 旁边的灯泡图示，来隐藏玩具车几何。
4.现在图形窗口仅显示表面网格物件。
因为 Shell 网格的功能是将 3D 对象转换成 2D，我们仅需要原始表面网格的一个侧面。厚度方向的表面网格也应该删除。
请小心检视整个表面网格，然后决定要隐藏网格的哪一面。
1.在「图层管理员」中右键单击，并单击 [新图层] (New Layer)。命名新图层为「Hidden Mesh」。
2.选取您要移除的网格，并在「Hidden Mesh」图层上右键单击。在鼠标内容菜单上，单击 [变更对象图层] (Change Object Layer)，将选取的网格移到「Hidden Mesh Layer」。
重复此步骤直到您隐藏全部不需要的网格。所产生的玩具车表面网格就成为 2D Shell 网格。
针对玩具车前方的小特征，仅需要隐藏整个特征即可，其对仿真结果的影响微乎其微。最终的 2D 表面网格应如下图显示。
1.选取整个 3D 表面网格并单击 [Check Free Edges] ，以检查网格的自由边。
所有红色线条代表现有的自由边。此步骤我们仅着重于那些非表面网格边界的自由边。您可以从下图看到有许多的自由边。
2.选取全部的表面网格，并单击 [Merge Nodes on Free Edges] 。
在快显对话框中，您可以设定合并允许公差。输入合理的值，并单击 [OK]。若节点区间少于合并允许公差，此功能可合并自由边的节点。若系统没有产生异常结果，您可以随意增加合并允许公差。在此范例中，若将合并允许公差设为 0.05 可移除所有不合理的自由边。
请注意，即使节点之间的距离少于合并允许公差，您可能会发现无法合并部份节点。这是因为 [Merge Nodes on Free Edges] 仅合并自由边的节点。您也可以尝试用 [Optional Merge Shell Mesh Nodes] 来合并自由边上非必要的节点。
3.如果两个网格之间还有自由边，请选取网格并单击 [开启点] (Points On) (快捷键：F10)。拖曳节点以符合相对应的节点，以便手动修复自由边。点击 [Esc] 键结束控制点模式。
请注意，Moldex3D Mesh 还有许多其他功能可以用来修复自由边，例如 [Stitch Meshes] 。请参阅 Moldex3D 前处理工具 以取得详细信息。
4.单击 [Check Free Edges] 以便再次检查网格的自由边。请重复步骤 1 至 3 直到修复所有不合理的自由边。
清除所有不合理的自由边后，其余的自由边仅出现在网格模型的边界上。
1.选取所有肋条与浮柱网格，单击 [隐藏对象] (Hide objects) ，在可见面板上隐藏对象。
2.选取所有其余的网格，单击 [Check Free Edges]。您会发现一些自由边形成的封闭曲线围绕着开口。
3.选取其中一个封闭曲线，单击 [Mesh Hole (Mesh from One Closed Polyline)]，来修补开口。
重复此步骤直到修补完每一个开口。
4.将已修补的网格移至 MeshLayer。(颜色会从灰色转为紫色。)
5.在 [显示对象] (Show Objects) 上右键单击以显示肋条与浮柱网格。
6.选取所有网格，并单击 [Check Free Edges] ，以显示自由边。请确定已适当连接所有网格。
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