还在为复杂的CAE前处理头疼吗？模型太复杂，网格划分太耗时？别担心，给大家安利一个超好用的功能——MxSim的中面抽取！让我们一起来看看这个神器是如何拯救我们的吧！

一、中面抽取是什么？

二、中面抽取的价值是什么？

1.效率爆表

在诸如汽车碰撞分析过程中，薄壁结构居多，若采用实体单元，一方面网格剖分困难，且会导致网格尺寸过小增加计算时长，故往往采用抽取中面的思路将薄壁件离散成壳单元进行分析，大大提升计算效率。

2.精度在线

别以为简化了模型，精度就下降了。对于薄壁结构，中面模型的仿真结果一样靠谱，完全可以放心使用。

3. 操作简单

MxSim的中面抽取功能，“傻瓜式”操作，新手小白也能快速上手。再也不用为复杂的几何处理烦恼！

三、中面抽取的方法有哪些？

1.基于中轴的降维

中轴最早由 Blum作为一种形状描述符提出, 它是一个形状的所有最大内接球(圆)的球(圆)心形成的轨迹。

然而，由中轴生成中面的方法缺点也很明显，如图 4所示，中轴包含很多小分支, 如果把这些小分支全部作为实体区域会生成许多小细节, 而消除这些分支涉及中轴的延拓和修剪, 进一步增加计算开销。

2.基于面对匹配的降维

基于面对匹配的降维直接对实体模型的边界面进行匹配, 找到界定壳区域的面对, 中面则由构成面对的2个面确定。这类方法中, 中面几何的生成较为直接, 关键是如何识别面对以及如何构建中面模型的拓扑。如图 5中所示，面A和面B即为1个面对，其他的面对还包括“面C-面D”、“面E-面F”、“面G-面H”、“面I-面J”。

基于面对匹配的方法步骤为：

Step1. 利用射线法匹配面对。

Step2. 建立面邻接图,邻接图中的边有2种: 一种表示2个面相邻, 一种表示2个面构成面对。

Step3. 对面对进行插值生成中面几何, 并将面对的边界边投影到插值面上对其进行裁剪。

Step4. 以面邻接图为依据, 通过延拓和缝合将各个中面的几何和拓扑连接起来。

然而基于面对匹配的方法在工程应用中仍存在较大问题，如图 6所示，利用射线法，可以得知面A和面B是匹配的面对，面A和面C也是匹配的面对，在执行Step3时就会出现歧义，导致中面无法生成。

3.基于网格的降维

通过网格中面降维方法可以直接生成网格中面，但是生成过程中需要对薄壁实体划分单层四面体网格，然后通过复杂的网格分割算法，得到中面网格。这个过程中会消耗大量的计算资源，并且算法的鲁棒性无法得到保证。

MxSim前处理软件克服了上述算法的缺点，自主研发出了复杂薄壁模型几何中面生成算法和网格中面生成算法，接下来向大家展示如何使用MxSim中面抽取。

Step 1：导入模型

打开MxSim，把你的三维模型导入进来。支持各种主流中性格式，不用担心兼容性问题。

Step 2：启动中面抽取

找到中面抽取功能，一键点击，MxSim会自动帮你分析模型，识别出哪些部分适合进行中面抽取。

Step 3：生成中面

点击生成，软件会自动为你生成中面模型。如果你想更精细地控制，还可以手动调整参数，满足个性化需求，手动设置的参数包括：

1.设置中面方法：在MxSim中可以采用表面偏置生成几何中面，也可以选择直接生成网格中面。

2.设置拾取对象：在MxSim中默认拾取薄壁几何实体进行中面抽取，若几何实体存在缺陷导致无法封闭，也可以选择几何面进行中面抽取。

3.设置偏置距离：在MxSim中可以自动捕捉到薄壁特征的厚度信息，当然也支持手动输入偏置距离。

4.设置端面角度：通过设置端面的角度，快速捕捉薄壁模型端面信息，区分侧面与中面区域。

5.设置面缝合阈值：中面生成之后，通过阈值判断缝合中面避免中面之间产生缝隙。

设置以上参数之后，点击确定，完成自定义参数下的中面抽取。

Step 4：网格划分

在生成的几何中面上进行网格划分。因为模型采用降维方式简化了，网格划分速度也会更快，网格质量也更容易控制。

四、实际应用案例分享

案例一：汽车前车架几何中面

如图 13所示，汽车前车架几何中面中包含了平面、圆柱面、样条曲面、圆孔的特征，在进行中面抽取时，会根据面缝合阈值自动对缝隙进行缝合，确保中面的拓扑正确。针对此模型的参数设置如表 1所示，得到的中面如图 14所示，对中面进行网格划分，结果如图 15所示。

案例二：塑料件网格中面

当然在CAE软件中，得到几何中面并不是最终目的，还要进行有限元模型的建模。在MxSim中，算法支持通过薄壁模型不经过几何中面直接得到网格中面。原始模型如图 16所示，针对此模型的参数设置如表 2所示，得到的中面网格如图 17所示。

Tips & Tricks

模型检查：在进行中面抽取前，先检查一下模型是否有漏洞或多余的面，干净的模型才能事半功倍。

参数调整：根据模型的实际情况，适当调整中面抽取的参数，比如最小厚度、角度阈值等，效果更佳。

多多练习：熟能生巧，多尝试不同的模型，你会发现中面抽取的强大之处！

为什么选择MxSim？

界面友好：MxSim的操作界面简洁直观，新手也能快速上手。

功能强大：除了中面抽取，还有其他丰富的前处理工具，满足你的各种需求。

社区支持：MxSim有活跃的用户社区，遇到问题随时有人帮你解答。

五、总结

不管是CAE仿真工程师，还是正在学习的学生党，MxSim的中面抽取功能都能让你的前处理工作变得简单又高效！再也不用为复杂的模型发愁，快去下载MxSim，体验中面抽取的魅力吧！期待在仿真的世界里，和你一起探索无限可能！