设计* | 如何通过 SimLab 软件建立共面

2026-05-10 22:06:26 作者：网络

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导读：

过盈配合是一种常见的固连的方式，尤其对于电机结构，外壳和定子之间通常是通过过盈连接的。

凡是几何位置完全贴合的两个面，一定可以十分顺利的找到一个真正的共面。

工程中，过盈配合是一种常见的固连的方式，尤其对于电机结构，外壳和定子之间通常是通过过盈连接的。如果关心的是过盈处本身的应力，应变状态，通常我们会建立接触对，并且设置过盈量，使用非线性功能进行计算。而对于例如模态分析，我们仅需要一个过盈的状态，关心的是整体模型的振动频率和振型，过盈配合完全可以用TIE连接或者共面进行简化处理。

使用共面的好处有：TIE连接根据不同求解器的参数设置不同，而共面操作是在前处理阶段的，与求解器无关，可以方便地进行模型转换。

本文将主要介绍如何通过 SimLab 软件建立共面。请注意，文中使用的 SimLab 版本为2025.2，如果按钮位置不一致，可以通过ctrl+f键寻找对应的命令进行操作。

几何位置重合

我们知道：凡是几何位置完全贴合的两个面，一定可以十分顺利的找到一个真正的共面。在SimLab软件中，可以很便捷的通过Geometry-Body-Connect-join功能将以下类型的共面连接在一起：

Feature中的选项，按顺序分别用于寻找以下类型的共面：

圆柱面 | 圆锥面 | 空心圆盘面
完全匹配的面
平面
部分的圆柱面 | 锥面
重合的面
任意面

当然，如果模型比较简单，可以直接选择All features一次性处理所有上述共面。此功能在教学视频中已经有十分详细的讲解，在此不再赘述。

SimLab - 流程导向的有限元建模

几何已经产生穿透（过盈）

下图就是电机外壳与定子简单示意模型，外层蓝色body为电机壳体，内层紫色body为电机定子。

首先需要说明的是，SimLab中可以直接对几何进行操作的前提是：使用的几何为Parasolid格式，如果是其它CAD文件，可以在导入时转换为Parasolid，并且勾选Save Geometry in Database。或者划分网格后，通过网格层面进行操作。

几何层面编辑方法

穿透的几何可以通过布尔操作中的combine功能将两者结合在一起，同时勾选Create connected bodies。此时模型树中会出现如下图所示的一个新body，模型浏览器中观察几何，两者也已经结合为一个整体。

通过Geometry-Body-Connect-shared功能检查共面，已经可以找到模型中存在的共面。

请注意：图中侧面的环状面也会被处理为共面，但通常过盈量不会是一个很大的值，直接对该模型进行网格划分时，将最小网格尺寸设置为一个大于过盈量的值，该面就会被自动压缩，我们完全不用担心这个表面。

成功生成网格body后，对该网格body右击，进行unmerge操作，将网格模型还原为两个body。此时就已经顺利的将外壳体与定子分别划分网格，并且它们之间一定是共面的关系。

网格层面编辑方法

上述布尔操作的方法虽然也能应用于网格，但是布尔操作后的网格边界可能会出现局部的破损、交叉。而且由于已经存在网格，侧环状面也会导致网格质量下降，body之间的分割线也并不像几何那样明显。对于网格层面，我们通常建议使用以下流程建立共面网格。这里以保留定子外表面网格为例：

首先，我们将原始模型直接划分网格，将定子的网格body进行isolate，并且通过Geometry-Body-Create-From faces功能，选择第二个选项，将定子的外表面复制一份并且这个面与所选择面为共面。

此时如果在Output Window中选择刚生成的面，可以看到它属于两个body（即该面为共面）。然后将定子模型隐藏，只显示外壳体与刚才生成的共面，显然，共面一定是包含在壳体body内部的。

如上一节所述，过盈量一般较小，我们可以将内圈的网格面直接删除（或者删除时依然保留内环中的部分边界，后续通过imprint - Edges on Edges将边界合并）

然后使用Geometry - Face - Create - Edges功能将两个body的边界相连。（如果生成面的颜色与图中不符，是因为边界选择顺序问题，无须担心，后续会将两个body合并）

两侧连接都做完后，就可以将这两个body 进行merge操作。此时模型中剩余的两个body就对应外壳与定子，它们之间也已经有了共面。

连接处的网格质量修复，在SimLab中从来都是十分简便的，这里可以通过grid mesh或者remesh重新划分一下网格，过程不再赘述。

至此，几种共面的形成方式都演示完成。如果有任何疑问，可发邮件到 support@altair.com.cn，也欢迎在文末给我们留言~

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