拓扑优化重建
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拓扑优化重建
拓扑优化通常输出密度场、体素或离散网格，而后续设计和制造需要边界清晰、表面光顺且能够继续编辑的几何模型。这篇笔记用于整理两者之间的重建过程。
目标与输入
输入： TODO：密度场、有限元网格、STL 或其他离散结果。
输出： TODO：三角网格、参数曲面、实体模型或可制造结构。
约束： 保留主要受力路径，并满足误差、光顺性、最小特征尺寸等要求。
总体流程
- 读取拓扑优化结果
- 根据密度阈值提取结构边界
- 清理孤立区域、孔洞和非流形结构
- 对网格进行简化与光顺
- 识别主要结构特征
- 重建曲线、曲面或参数化实体
- 重新进行有限元验证
关键问题
阈值选择
不同密度阈值会改变结构体积分数、连通关系和细小特征，需要结合优化目标与后续验证确定。
特征保持
光顺和简化不能破坏关键承载路径、连接位置和必要孔洞。
几何可编辑性
重建结果不仅要接近原始边界，还应便于尺寸调整、特征识别和制造约束的加入。
评价方法
- 几何偏差：重建模型与优化结果的距离
- 体积变化：重建前后的体积分数差异
- 结构性能：柔顺度、位移、应力或屈曲性能变化
- 模型质量：网格质量、曲面连续性和实体有效性
- 制造可行性：最小壁厚、悬垂角、加工方向等
实验记录
| 方案 | 阈值 | 面数 | 体积变化 | 性能变化 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| TODO | TODO | TODO | TODO | TODO | TODO |
待补充
- 插入拓扑优化原始结果
- 记录边界提取和网格处理参数
- 补充重建前后模型对比图
- 加入有限元复算结果
- 总结适用范围和失败案例
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