一种STL模型处理方法 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术一种stl模型处理方法技术领域1.本发明属于stl模型领域，具体涉及一种stl模型处理方法。背景技术：2.stl文件格式是由3d systems公司于1988年制定的一个接口协议。stl文件由多个三角面片的定义组成，每个三角面片的定义包括三角形顶点坐标和三角面片的法矢量。3.stl相比于其他文件格式来说，拥有数据结构较为简易且存储数据量高的特点。被广泛应用于增材制造、逆向工程、模型构建等等方面。4.但是stl文件具有明显不足之处，因其三角形面片的顶点被重复储存且三角形面片数量过多，导致存储的文件数据量过大。不仅如此，部分软件例如grasshopper所构建的模型只可以stl文件格式导出，而stl文件不可直接用于有限元仿真分析，这并不利于科研人员进行高效的研究工作。技术实现要素：5.发明目的：本发明的目的在于提供一种能够解决stl文件过大的存储数据量问题的stl模型处理方法。6.技术方案：本发明的stl模型处理方法，包括以下步骤：7.(1)导入并检视stl模型，对stl模型进行三角形面片网格的重划分；8.(2)对完成划分的网格模型进行再次网格重构；9.(3)读取步骤(2)的网络模型，检查并删除影响模型后续处理的面片网格；10.(4)以步骤(3)中修改后的网格模型为基础，创建体网格单元且删除面网格；11.(5)将体网格单元转换成高阶体网格单元；12.(6)核实高阶体网格单元并且导出网格模型。13.步骤(1)中，所述导入并检视stl模型，对stl模型进行三角形面片网格的重划分，具体如下：14.(1.1)导入stl模型后，经inspection page读取stl模型三角形面片网格总数量和三角形面片网格的高与底边的比值；15.(1.2)依照实际标准更改三角形面片网格高与底边的比值，并设置三角形面片网格最大的边的数值；16.(1.3)设置完成后以自适应的方式删除并且重新划分网格，划分完成后经inspection page查看不符合标准的三角形面片网格数量。17.步骤(2)中，所述对完成划分的网格模型进行再次网格重构，具体为：依据模型本身实际尺寸，设置修改后的三角形面片网格最大边长和最小边长参数后，在保证网格模型质量的前提下，进一步删减三角形面片网格的数量。18.步骤(3)中，所述删除影响模型后续处理的面片网格，具体为：通过限制网格边长并将步骤(2)中的网格模型隐藏起来，提取并删除影响后续体网格单元创建的三角形面片网格。19.步骤(4)中，所述体网格单元为直接进行有限元分析的一阶三维四节点体网格单元。20.步骤(5)中，所述高阶体网格单元为二阶三维十节点体网格单元。21.步骤(6)中，所述核实高阶体网格单元并且导出体网格模型，具体为：通过elem types选中体网格模型中任意一个或多个体网格单元，核实被选中的体网格单元是否为二阶三维十节点体网格单元，核实完成后通过有限元分析软件将体网格模型以inp文件格式导出。22.有益效果：本发明的技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：(1)在保证不影响原有网格模型的质量的前提下，缩减了以stl文件格式保存出来的模型中的网格数量，解决了stl文件过大的存储数据量的问题；(2)经该stl模型处理方法处理之后，以inp文件格式导出的网络模型可直接导入有限元分析软件中进行有限元仿真分析，为有限元仿真分析实验人员提供了便利。附图说明23.图1为本发明的流程示意图；24.图2为本发明的实施例中不规则多孔结构网格模型图；25.图3为本发明的实施例中不规则多孔结构网格模型局放大图；26.图4为本发明的实施例中处理完成的面网格模型图；27.图5为本发明的实施例中处理完成的面网格模型剖析图；28.图6为本发明的实施例中高阶体网格单元模型图；29.图7为本发明的实施例中高阶体网格单元模型剖析图。具体实施方式30.下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明的技术方案进行详细介绍。31.如图1所示，本发明的stl模型处理方法，包括以下步骤：32.(1)导入并检视stl模型，对stl模型进行三角形面片网格的重划分，具体如下：33.(1.1)导入stl模型后，经inspection page读取stl模型三角形面片网格总数量和三角形面片网格的高与底边的比值；34.(1.2)依照实际标准更改三角形面片网格高与底边的比值，并设置三角形面片网格最大的边的数值；35.(1.3)设置完成后以自适应的方式删除并且重新划分网格，划分完成后经inspection page查看不符合标准的三角形面片网格数量。36.(2)对完成划分的网格模型进行再次网格重构，具体为：依据模型本身实际尺寸，设置修改后的三角形面片网格最大边长和最小边长参数后，在保证网格模型质量的前提下，进一步删减三角形面片网格的数量。37.(3)读取步骤(2)的网络模型，检查并删除影响模型后续处理的面片网格，具体为：通过限制网格边长并将步骤(2)中的网格模型隐藏起来，提取并删除影响后续体网格单元创建的三角形面片网格。38.(4)以步骤(3)中修改后的网格模型为基础，创建体网格单元且删除面网格；其中，体网格单元为直接进行有限元分析的一阶三维四节点体网格单元。39.(5)将体网格单元转换成高阶体网格单元；其中，高阶体网格单元为二阶三维十节点体网格单元。40.(6)核实高阶体网格单元并且导出网格模型，具体为，通过elem types选中体网格模型中任意一个或多个体网格单元，核实被选中的体网格单元是否为二阶三维十节点体网格单元，核实完成后通过有限元分析软件将体网格模型以inp文件格式导出。41.实施例142.本发明的stl模型处理方法，包括以下步骤：43.(1)导入并检视stl模型，对stl模型进行三角形面片网格的重划分44.本实施例中，所导入的网格模型为不规则多孔结构网格模型，如图2所示。经inspection page读取得知，该模型的三角形面片网格数量为390490个，并得知其高与底边的比值；将比值标准设置为符合实际标准情况的数值，设置三角形面片网格最大的边的数值为0.3；设置完成后即可进行自适应网格划分。经划分完成后，网格数量削减，通过inspection page读取得知该模型的网格数量为167016个，且不符合标准的三角形面片网格数量为1276个。45.(2)将步骤(1)中完成划分的网格模型进行再次网格重构46.为处理步骤(1)中不符合标准的三角形面片网格和对网格数量的再删减，需再次进行网格重构，分别设置三角形面片网格最大边长为0.3，最小边长为0.17，设置完成后在保证不影响网格质量的前提下，进一步划分该网格模型。划分完成后经inspection page读取得知，网格数量为140426个，且不符合标准的网格数量为4个。47.(3)读取步骤(2)的网格模型，检查并删除影响模型后续处理的面片网格48.读取步骤(2)中经重构后的网格模型，限制网格边长为小于0.17，保存限制参数和影响后续体网格创建的三角形面片网格，并将步骤(2)中的重构后的网格模型隐藏，提取出影响后续体网格创建的面网格并删除，处理完成后的网格网格模型如图4所示。49.(4)以步骤(3)中修改后的模型为基础，创建体网格单元且删除面网格50.将步骤(3)中修改后的面网格模型全部选中，以其面网格为基础，通过tetra mesh创建可直接进行有限元分析的体网格单元，所创建体网格单元首先为一阶三维四节点体网格单元。51.(5)将步骤(4)中的体网格单元转换成高阶体网格单元52.将步骤(4)中的一阶三维四节点体网格单元全部选中，通过order change的命令将其转换成更为优良的二阶三维十节点体网格单元，较比一阶三维四节点体网格单元，此体网格单元不会出现自锁等情况，更利于科研人员进行有限元分析。53.(6)核实步骤(5)中的高阶体网格单元并且导出体网格模型。54.通过elem types选中步骤(5)中的体网格模型其中任意一个或几个体网格单元，核实其体网格单元是否为二阶三维十节点体网格单元，如图6所示。完成后以可在有限元分析软件中进行操作的inp文件格式导出网格模型。









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