對于從事專業仿真技術的工程師而言，我們已經習慣而且能夠熟練的利用諸如ANSA、Hypermesh等網格劃分前處理商業軟件，本文將介紹一種間接的四面體(三角形)網格生成技術，源自一些其它相關行業的技術轉接，比如醫學生物領域、3D打印領域、工業CT等。這類方法可以稱之為stl文件生成法(小編自己命名)，嚴格意義上講這不算CAE領域，但是對于解決一些特殊場景、復雜模型的網格問題，不失為一種值得考慮的渠道！那么這是怎么一類技術？又是如何操作接入我們的CAE仿真呢？先舉一個例子，源自于后臺醫學領域力學仿真方面研究的讀者，針對病人脊柱建模然后仿真其損傷問題。很顯然，人體脊柱模型非常復雜，構成元素繁多，如果按照常規土建、機械領域的方法進行建模、前處理和求解，難度將比較大。這個時候就跟行業特點結合起來，經過一些論文的介紹，針對此類問題可以利用CT掃描建立脊柱三維模型并生成網格化的stl文件，然后便可以基于stl文件來開展建模和仿真求解。圖-1所示為人體某部分脊柱結構，通過CT掃描數據之后利用專門的軟件可以實現建模，到此我們可以便直接對模型網格劃分；但是這里將直接利用CT掃描后生成帶網格的stl文件，而這個文件的網格結果通常質量檢查相對較好。圖-1 人體脊柱模型[1]

為了將stl文件轉為我們可以使用的仿真文件，我們利用hypermesh導入結果后再導出到abaqus等求解軟件中即可，如圖-2所示為導入hypermesh的脊柱網格，這個網格為殼單元，我們可以利用封閉的二維單元生成三維四面體網格，可以看到網格雅克比數值均為1。圖-2 stl網格[2]

通過導出inp文件在abaqus中打開，結果如圖-3所示，我們可以進行有關力學方面的仿真和求解設置，可以看到單元均為實體四面體單元，我們同樣可以修改單元類型。同理，導入ansys workbench。圖-3 abaqus網格示意圖

所以通過上述方式我們可以利用CT技術實現網格的生成，同樣在工業領域也是如此，在一些先進制造領域使用工業CT技術完成產品幾何參數和網格數據的生成。講到這里，我們不得不提一下這幾年比較火熱的3D打印技術，因為在3D打印技術中也涉及到一個重要的環節就是網格切片，雖然與我們前處理的網格劃分最終目標不一樣，但是對幾何模型的處理結果確實類似的。

在這里就不詳細介紹3D打印中網格切片技術的算法內容，因為也有諸多的處理軟件來實現這個過程，提出這個內容主要是拓展大家在網格生成方面的思路，是否可以實現一些技術的遷移使用。

小編從網上下載了幾個3D打印的stl文件，其實所有的stl文件都能獲取節點和網格信息，有了這些信息我們就能夠實現編程求解，如圖-4所示羅列的幾個3D打印中的stl文件，如飛機、馬里奧、彌勒佛、小黃人等。有些特別復雜的模型stl文件我們不一定能夠直接使用，所以這個方法也有其限制性，我們根據實際情況判斷即可。圖-4 3D打印的stl文件示意

最后提一下，最近小編在一個圖片生成網格的帖子下瞎逛的時候，無意中看到一款帶有網格生成的軟件Simpleware，里面也有針對網格處理的模塊并且能夠導出為諸如abaqus、nastran等這些求解器使用的文件，不知道效果如何，大家感興趣可以看看。這個軟件應該在骨科、生物醫學方面應用挺廣的，在機械制造和土建領域方面好像少見到，僅提供一點信息供大家參考。

至此通過全文的介紹，stl到底適合不適合前處理網格處理呢？這是一類好方法，可以拿來使用，但也不能解決太復雜的問題，大家業余研究拓展思路。

致謝：

1) 肖智韜. 基于非線性有限元法的人體腰椎強度預測及其在腰椎相關疾病中的應用

2) 脊柱stl網格圖來源：@劉子凡

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的stl文件 python_STL文件，一种前处理网格划分技术？？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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