STL格式四边形网格剖分与优化方法

"这篇论文是关于STL格式文件的四边形网格剖分与网格光顺技术的研究，发表于2009年的《中国机械工程》杂志。作者陈涛和李光耀来自湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室。他们提出了一种新的全四边形网格生成方法，此方法针对STL格式文件，可以简化基于CAD模型的网格剖分过程，提高生成效率，并能保留几何特征。此外，他们还开发了一种考虑单元最小角和翘曲的四边形网格质量评价标准，并结合以面积为权值的Laplacian方法和小种群遗传算法来优化网格形态质量，适用于有限元仿真计算。" STL（Standard Tessellation Language）是一种常见的3D模型文件格式，广泛用于快速原型制造和计算机辅助设计（CAD）。在本文中，作者面对的问题是如何从STL文件中高效地生成全四边形网格，以供后续的有限元分析使用。传统的基于CAD模型的网格剖分方法需要对模型进行复杂的修复工作，而基于散乱点模型的方法效率较低。新方法的优势在于，它能够自动识别和处理原始模型中的几何特征，确保这些特征在网格中得到保留，特别是在特征区域生成高质量的四边形单元。 网格质量是有限元分析的关键因素，因为它直接影响计算结果的精度。陈涛和李光耀提出了一个评价网格质量的新标准，该标准综合考虑了单元的最小角和翘曲度，旨在优化网格的整体形态。他们结合了Laplacian方法和小种群遗传算法，以这个质量标准为目标进行网格光顺。这种策略能够在保持计算效率的同时，有效提升网格的质量，从而改善仿真结果的可靠性。 论文中通过多个复杂汽车钣金零件的网格剖分实例验证了所提方法的有效性，生成的网格模型质量高，能够满足有限元仿真计算的需求。这表明该方法在实际工程应用中有很大的潜力，特别是对于需要精确模拟的汽车车身结构设计等领域。 关键词涉及的技术点包括：STL文件处理、网格剖分、特征提取、网格光顺以及小种群遗传算法的应用。分类号和文章编号则提供了文献检索的相关信息。