hypermesh10.0中文教程day2解析课件

1、创建和编辑体几何用solid map功能创建六面体网格Chapter 4: 体 和六面体网格第1页，共59页。体: What is it?在HyperMesh中，对“Solid”的定义为:由一组封闭曲面构成的三维几何实体该定义方式与绝大多数CAD软件相同。HyperMesh提供最广泛的CAD、CAE和CFD软件接口，并支持用户自定义接口，从而与任何仿真环境无缝集成，保证几何模型快速准确的导入HyperMesh环境中。通常在以下场合需要定义实体几何：六面体网格划分 (3D : solid map : volume 子面板)四面体网格划分 (3D : tetramesh : volume tetr

2、a子面板)一些有益的提示：通过合理的切割，一个部件可以被分割为若干个相连接的简单的实体。HyperMesh准确高效的分网算法可以保证实体模型的连续性精确地映射到有限元模型上。将部件显示方式从Auto模式切换至Mappable模式，可查看模型的哪些部分能使用Solid Map功能直接进行六面体网格剖分第2页，共59页。体几何: 3D 拓扑例: 2 个相连体的拓扑显示Fixed Points 与其他“Point”一样，可以以对象的形式被直接选取在边上Solid faces与面几何中的”Surface”一样，可以以对象的形式被直接选取边界面绿色属于一个体分割面黄色被相邻的体共享Edges 与面几何中

3、的”Line”一样，可以以对象的形式被直接选取共享边绿色属于一个体的两个相邻面Non-manifold 复用边黄色属于:一个分割面- OR -两个体表面 + 1个曲面第3页，共59页。体几何: 体创建工具Import导入下拉菜单 File Import GeometryToolbar GeometryHypermesh会从支持实体数据的几何文件中导入体Solids 面板Bounding Surfs 选择形成一封闭体的一组曲面Drag 沿着曲线拉伸一个截面生成体Spin 沿着圆弧拉伸一个截面生成体Primitives 面板生成基本的几何形状（体）:Square / Block 正方形/长方形Cy

4、linder / Cone 圆柱/圆锥Sphere 球Torus 圆环第4页，共59页。体几何: 体编辑工具Surfaces 面板用各种方法创建曲面可以用来切割体曲面的边必须与体的边一致Solid Edit 面板Trim with 将一个体分割成两个或更多:NodesLinesPlanesSurfacesMerge 将两个或多个相邻体合并为一个Detach 使连接的体变为不连接Boolean 高级切割/合并操作Union (Solid A + Solid B) 同 mergeIntersection (Solid A x Solid B) 保留2个体的重叠部分Removal (Solid A

5、Solid B) 从一个体中减去另一个体Cut (Cut Solid A with Solid B) 从一个体中减去另一个体保留两个体，但是不再重叠第5页，共59页。体: 体显示工具工具栏: Geometry Color 根据部件或拓扑关系决定几何的可见性 Wireframe Geometry 以线框模式显示几何 Shaded Geometry 以阴影模式显示几何 Visualization Panel 控制:根据拓扑决定线与边的可见性阴影模式下曲面的透明度控制固定点可见性控制第6页，共59页。HyperMesh六面体网格划分简介Solid meshing in HyperMesh is po

6、werful!六面体网格划分包括两个部分：分块策略网格划分分块策略：六面体划分唯一的真正的难点应该是在于分块策略，分块策略与HyperMesh没有直接的关系，完全取决于你个人对于结构拓扑关系的理解。不同的人，分块思路可能不一样，对复杂结构的分块能力有差异，没有固定的流程。分块划分顺序主要原则，主要原则是从繁到简，从内到外。Most powerful tool then is your own brain！第7页，共59页。HyperMesh六面体划分简介网格划分：分块策略和划分顺序安排好了之后，剩下的就是用solid map划分六面体，这个毫无难度可言，整个过程完全流程化了。 HyperMes

7、h的网格划分的精华就在面网格。几乎所有的操作技巧，都包含在面网格划分过程中，如果你把面网格划分技巧运用熟练，六面体体网格划分只是不过是分块和反复使用solid map而已。 总的说来六面体网格都是从2D网格拉伸得到的！可以对网格施加很多的控制！第8页，共59页。Solid Map: What is it?Location:3D (页) solid map (面板)- OR -Mesh (下拉菜单) create Solid MapSolid Map Panel功能概述: 在一个或更多实体上构建六面体/五面体单元的网格 可自由选取欲进行网格剖分的实体 分网过程针对单个实体进行，可以更好的控制网格

8、形态与质量前提条件：待剖分网格的实体必须为“mappable shape”第9页，共59页。Solid Map volume: 可映射的形状Solid Map 要求体具有可映射的形状可映射形状定义如下:2个相对面 (一个叫 “source” 另一个叫 “destination”)1 或多个直接连接 source 和destination的面这些面使 source 和 destination之间形成一个封闭的体称为 “along faces”“Drag direction”: 拉伸方向：从 source face 指向 destination face的矢量体可能在一个以上的方向上是可映射的So

9、urce FaceAlong FacesDestination FaceDrag Direction第10页，共59页。Solid Map One Volume: 流程使用 solid map: one volume 的基本流程：在每一个体上用solid map创建六面体网格将体分割成可映射的体创建体第11页，共59页。Solid Map Volume: 技巧和要求初始面和终止面初始面可以由多个曲面组成可以通过抑制边的方法生成以整个曲面 (如果可能的话)终止面必须是单个曲面Solid map 可以划分方形区域只有一侧有多个面 (连接到圆柱上)Solid map 将失败每侧都有多个曲面 (连接到

10、圆柱上)第12页，共59页。Solid Map体: 技巧和要求在路径面上的边和固定点六面体网格会沿着平行于拉伸方向的共享边生成垂直于拉伸方向的共享边会导致solid map : volume 生成失败抑制这些边划分过程会自动忽略拉伸路径上的 固定点拉伸方向垂直于拉伸方向的边抑制这些边Solid map 可以划分该部件第13页，共59页。Solid Map体: 技巧和要求切分体尽量将体分割成较少的块数分块少 = 工作量少 = 花费的时间少分块少 = 区域更大更好的控制网格尺寸可以避免由于有小的区域产生的小尺寸网格第14页，共59页。Solid Map体: 技巧和要求圆角控制如果需要可以将圆角沿着

11、长度方向切开抑制原先的圆角边沿着长度方向切开抑制原先的圆角边创建实体网格第15页，共59页。Solid Map体: 技巧和要求用壳单元控制网格模式Solid map : volume 会使用初始面上的壳单元网格模式使用 automesh 面板(推荐但不要求)自动与曲面关联可保证相邻网格之间的连接关系可使用其它壳单元网格生成面板 (drag, spin, spline等在划分实体网格前需要将壳单元网格与曲面相关联使用 node edit : associate 面板进行关联操作默认创建壳单元网格Solid map 使用壳单元模式第16页，共59页。Solid Map体: 技巧和要求划分相邻的体划

12、分与已划分网格的部分直接相连的体如果可能，保证网格间的正确连接关系从两个不同的起点开始划分很可能会导致不匹配的网格模式从较小的区域开始较小区域的网格模式被延续到较大的、相邻的区域必须连接到相邻的较大的体的source face上去从较小的区域开始较小区域的网格模式被延续到较大区域第17页，共59页。Solid Map体: 技巧和要求划分相邻的体（续）沿相邻体的垂直方向拉伸Along faces 必须是以行/列排列的四边形单元使相邻的体在他们的along face 处易于连接和融合避免网格不连续在solid map : volumes 中手工指定source & destination face

13、s全四边形网格拉伸方向 1拉伸方向 2第18页，共59页。Demo + Do-it-yourselfExercise: Creating, Editing and Hex-Meshing Solid GeometrySolid_geom.hm第19页，共59页。对体进行四面体网格划分标准四面体网格划分四面体网格质量检查四面体网格重划分Chapter 5: 四面体网格划分第20页，共59页。四面体网格划分:标准四面体网格划分标准四面体网格划分使用3D tetramesh 面板 tetra mesh 子面板流程:在曲面上创建壳单元网格检查壳单元的单元质量和单元连接关系生成四面体网格删除在曲面上创建

14、壳单元网格如果需要，进行编辑和3D网格重划分第21页，共59页。四面体网格划分:标准四面体网格划分对壳单元网格的要求:只有一个封闭连续的体没有自由边. (否则就不是一个体了)没有T型连接边.没有重复单元.单元之间没有相互重叠避免过小的三角形内角避免相邻单元之间的尺寸差异过大避免同一个面两边的单元尺寸差别过大对壳单元网格中的四边形单元:可以切割成两个三角形后在生成四面体单元 OR 也可以保留四边形单元，并基于四边形单元生成金字塔单元第22页，共59页。四面体网格划分:标准四面体网格划分浮动三角形单元:相邻四面体单元的表面的对角线可能发生对换，如果这样能提高四面体单元质量的话固定三角形单元:相邻四

15、面体单元的表面总是与原先的壳单元匹配壳单元四面体单元表面- OR -壳单元四面体单元表面第23页，共59页。四面体网格划分: 体的四面体网格划分体的四面体网格划分使用tetramesh 面板 volume tetra 子面板提供了一种快速创建四面体网格的方法两个特别选项:Use Proximity 在小特征附近放置更多单元使网格平滑过渡Use Curvature 根据用户设定在曲率大的曲面上放置更多的单元第24页，共59页。四面体网格划分: 体的四面体网格划分是用proximity 和use surface curvature 选项都不选使用 surfaceCurvature选项使用 prox

16、imity选项同时使用surfacecurvature 和Proximity选项第25页，共59页。Do-it-yourselfExercise: Tetra meshing a HousingHousing.hm第26页，共59页。设定载荷工况分析设定Chapter 6: 分析设定第27页，共59页。分析设定: What is it?定义除网格之外的所有分析数据选择使用的求解器创建材料、属性等.为hypermesh实体指定特定求解器的格式创建边界条件（约束、载荷、接触等）定义其它需要的信息（求解要求，运行参数等）第28页，共59页。分析设定: HyperMesh 的功能HM 是一款独立于求解

17、器的大型通用有限元前处理软件 开放的架构：HyperMesh提供最广泛的CAD、CAE和CFD软件接口，并支持用户自 定义接口，从而与任何仿真环境无缝集成。 可以在HyperMesh支持的求解器间进行数据格式转换 支持多求解器输入的统一装配体管理 对某些特殊求解器，利用模版定制功能将HyperMesh数据按照用户指定的格式输出HyperMesh直接支持多种主流求解器格式结构分析 (应力, NVH, 疲劳, 非线性结构分析)Radioss (Linear), Abaqus, Nastran, Ansys, Marc, nSOFT制造分析(流动分析 / Mold-Filling, 挤压分析)Mol

18、dflow, CMold, HyperExtrude安全性分析 (冲击 /碰撞, 乘员安全性分析)Dyna, Pamcrash, Radioss, Madymo优化分析 (拓扑, 形貌, 形状, 尺寸 /参数)OptiStruct, Nastran第29页，共59页。Boundary Conditions: Supported Entity Types有限元载荷Loads载荷 (constraint, force, pressure, moment, temperature, flux, velocity, acceleration)Equations约束方程 (mathematical li

19、nk between nodes)Contacts接触Group组 (定义实体间的接触)Contact Surfs接触面 (定义一个可以作为在group中作为主面或从节点的实体列表)Reference EntitiesSets (特定类型实体的简单列表)Blocks块 (在盒形空间内的实体列表)ConstraintsForcesPressuresContactSurface第30页，共59页。Boundary Conditions: Supported Entity Types坐标实体Systems 坐标系(坐标轴)Vectors向量Plotting绘图Curves 曲线(X-Y 数据)Plo

20、ts绘图 (带坐标轴的曲线显示)Output Requests输出请求Loadsteps (combinations of load collectors)Output Blocks (request output from an analysis for certain entities)Control cards控制卡片 (job-level, 分析的全局参数)VectorsSystemsPlot with a Curve第31页，共59页。Boundary Conditions: ToolsAnalysis 页Analysis 页主要用于求解设置User profile 宏菜单User

21、profiles 增加了针对特定求解器工具的宏菜单Abaqus Step Manager, Contact Manager, Component BrowserAnsys Contact Wizard, Component Manager, etc.LS-Dyna Name Mapping, Constrained Rigid Body, Content Table, etc.Nastran Subcase Manager, Part Info, 1D Property Table, etc.Radioss Bulk / OptiStruct Subcase Manager, Componen

22、t Table, etc.Radioss Block D01 Tool, Sections, Component List, Material table, etc.etc.第32页，共59页。边界条件: 在几何上施加载荷载荷既可以施加在网格上也可以施加在几何上将加载对象选择为几何创建载荷创建网格在几何上施加载荷划分网格将载荷影射到网格上使用 load on geom 面板将载荷从几何映射到网格上第33页，共59页。Do-It-YourselfExercise: Setting up Loading Conditionschannel_brkt_assem_loading.hm第34页，共59

23、页。求解器格式: 与求解器交互HyperMesh 可以与很多求解器配合使用每个求解器都有自己特有的格式，术语.例: 比较Abaqus and OptiStruct / Nastran 中的节点和单元定义3 节点2 四边形单元格式/结构有明显不同*NODE 1, 0.0 , 1.0 , 0.0 2, 0.0 , 0.0 , 0.0 3, 1.0 , 0.0 , 0.0 *ELEMENT,TYPE=S4,ELSET=part_1 1, 1, 2, 3, 4 2, 3, 4, 5, 6GRID 1 0.0 1.0 0.0 GRID 2 0.0 0.0 0.0 GRID 3 1.0 0.0 0.0 C

24、QUAD4 1 1 1 2 3 4 CQUAD4 2 1 3 4 5 6 Radios (Linear)Abaqus第35页，共59页。求解器格式: HyperMesh 模版HyperMesh 使用模版与各求解器交互通过选择模版告诉 HyperMesh 为什么求解器创建模型通过模版还可以告诉 HyperMesh 该求解器的数据应该以什么格式书写针对某个求解器，一个实体可能有多种可用格式每一个格式是通过若干个域来定义的用户需要在每个域中输入相应的数据例如: Radioss (Linear)中一个component 可以是 PSHELL 或PSOLID 格式PSHELL: 放置壳单元, 编号 =

25、1, 材料号 = 1厚度 5.0PSOLID: 放置体单元, 编号 = 2, 材料号 = 1PSHELL 1 15.0 1 1 0.0PSOLID 2 1 0第36页，共59页。Solver Formats: Solver Formats for CollectorsCollectors 的格式是通过载入一个 “card image”来指定的HyperMesh Collector 类型例如： 单元类型可用的求解器关键字:Radioss (Linear)LS-DynaAbaqus部件PSHELL, PSHEAR, PSOLID, PCOMP*PART*SHELL SECTION, *SOLID

26、SECTION, *RIGID BODY, etc.属性PBAR, PBEAM, PGAP, PELAS, etc.*SECTION_SHELL, *SECTION_SOLID, *SECTION_BEAM, etc.*SURFACE INTERACTION, *FRICTION, etc.材料MAT1, MAT2, MAT4, MAT8, MAT9, MAT10*MATL1, *MATL2, *MATL3, etc.*MATERIAL, *GASKET BEHAVIOR, etc.第37页，共59页。求解器格式: 单元的求解器格式单元格式是通过设定一种 “element type”来指定的H

27、yperMesh 单元类型例如： 单元类可用的求解器关键字:Radioss (Linear)LS-DynaAbaqusBarCBEAM, CBAR, CBEND*ELEMENT_BEAM*ELEMENT, TYPE= B31, B31H, B33, B33H, etc.Quad4CQUAD, CQUADR, CSHEAR*ELEMENT_SHELL*ELEMENT, TYPE= S4, S4R5, M3D4, M3D4R, R3D4, DS4, etc.Tetra4CTETRA*ELEMENT_SOLID*ELEMENT, TYPE= C3D4, C3D4H, DC3D4, C3D4E, DC

28、3D4E第38页，共59页。求解器格式: 载荷的求解器格式载荷的求解器格式是通过设定一个“load type”来决定的HyperMesh 载荷形式例如：载荷类型可用的求解器关键字Radioss (Linear)LS-DynaAbaqusConstraintSPC, SPCD, ASET, ASET1, SUPPORT, QSET1, etc.*BOUNDARY_SPC_NODE,*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE*BOUNDARY, *BOUNDARY, TYPE= ACCELERATION, VELOCITY, etc.ForceFORCE*LOAD_NODE_

29、POINT*CLOADPressurePLOAD, PLOAD2, PLOAD4, QBDY1*LOAD_SHELL_ELEMENT, *LOAD_SEGMENT*DLOAD, *DFLUX, *FILM, *DECHARGE第39页，共59页。求解器格式: 工具Preferences User Profiles为求解器载入适当的模版也可以手动设置模版Files 下拉菜单 Load template file键盘上 “g”键设置 files import fe 子面板为适当的类型载入带特定求解器相关工具的宏菜单客户化 HyperMesh 菜单移除该求解器不用的菜单移除面版内该求解器不需要的控制

30、选项用求解器相关的术语重命名一些面板和面板内的控制选项第40页，共59页。求解器格式: 工具Collectors 下拉菜单和 collectors 面板Create为正在创建的collector指定一个 card image如果需要，编辑 card image 中的域为正在创建的collector指定一个 材料Update 为已有的 collector指定一个材料 指定或编辑已有collector 的card imageElem types load types 面板设定当前的单元/载荷类型任何新创建的单元/载荷将具有该类型改变已有单元/载荷的类型第41页，共59页。Solver Format

31、s: ToolsCollectors Card Edit 或工具栏 查看/编辑模型中实体的card image也可以查看节点单元等其它数据Model Browser右击一个 collector 选择 edit card查看/编辑所选collector的card imagePreferences graphicstemplate labels type 使图形区的实体名称以求解器的术语显示（而不是hypermesh中的术语）有助于识别模型中的数据第42页，共59页。求解器格式: 工具Solver Browser 以树状结构显示基于求解器的卡片使用所选求解器的组织结构可以完成cards的基本操作创

32、建新cards删除 cards编辑现有 cards的属性Solver Browser 可以在 View 下拉菜单中找到第43页，共59页。求解器格式: 工具Summary 面板以文本形式显示各种模型信息有助于查看模型并确信是否所用数据都已经正确定义Summary Type包含信息Components部件 名称, ID, 材料名称, 厚度, 质量, #单元Center of Gravity重心部件 名称, ID, 质量, X, Y, ZElements单元单元类型, 单元外形Error Checks错误检查载荷集, 载荷步, 部件Loads载荷载荷集, ID, FX, FY, FZ, 载荷大小M

33、oment of Inertia转动惯量转动惯量第44页，共59页。求解器格式: 流程创建模型中需要的所有实体始终记住模型分析需要什么实体需要被正确地组织到各种collectors中在同各collector 中的实体具有相同的属性根据需要载入合适的card image 或类型一般使用 Setup/collectors, elem type, or load type 面板单元和载荷总是有一定的类型有一些collectors 不需要定义 card image第45页，共59页。求解器格式: 流程Enter values in the card images as required使用 或 Col

34、lectors Card Editor 面板检查实体的 card images 有些card images 需要引用其它实体作为参考例如: Dyna 要求 components card image 引用一个 property collector 来确定厚度信息要理解hypermesh和其它求解器交互的细节查看帮助中与外部求解器相关的部分澳汰尔在针对某些求解器应用方面有相应的培训课程如有其它部门请联系澳汰尔技术支持部门求解设置的目标:所有实体都是正确的格式 (card image / 类型)所有实体的Card images 都定义了必要的信息第46页，共59页。Do-It-YourselfEx

35、ercise: RADIOSS Linear Statics Setupchannel_brkt_assem_Analysis.hm第47页，共59页。WeldAdhesiveBoltArea contactReplace partsChapter 7: Connectors第48页，共59页。Connectors: What are they & why use them?用于连接不同实体的几何实体用于 welding, bolts, adhesives等.连接几何或有限元实体Can be “realized” into FE representations of welds, etc. f

36、or any supported solverrigids, CWELDs, MAT100s, ACMs, etc.Connectors 允许快速方便地:创建 welds, bolts, adhesives等.交互创建或从下列文件导入:XML 文件MCF (master connectors file)Spot welds only在不同的有限元形式之间进行切换welds, bolts, adhesives等.进行零件替换并重新建立连接 根据名字或者 ID进行替换第49页，共59页。Connectors: Connectors类型Spot在一个点建立连接点焊、铆接等.Bolt在孔位置建立连接螺

37、栓Trim Mass集中质量单元简单地用质量替代零件或给已有零件增加质量第50页，共59页。Connectors: Connectors类型Seam沿着一个长度建立连接缝焊只能连接几何Area在不同面域之间建立连接粘接第51页，共59页。Connectors: 术语Link Entities 被连接的实体用户可以指定 link entities 或指定一个搜索容差可以是 components, elements, surfaces, nodes, or tags通常被连接的是componentsConnector Location 在哪里建立连接Nodes 在节点处建立 Points 在点处建

38、立 Lines 在曲线处建立 根据offset, spacing, and density值的设置，曲线可以被分割成多段Elements 在单元处建立 (只能是adhesives)Surface 在曲面处建立 (只能是adhesives)Connector Realization 在 connector位置建立相应的单元Rigids, springs等或用户自定义如 ACMs, CWELDS等.第52页，共59页。Connectors: 术语Connector State connector对应的有限元单元是否建立了Unrealized - connector 建立时的初始状态Realized -在connector处已成功生成有限元点焊单元Failed 在connector处无法成功生成有限元点焊单元# of Layers 生成点焊connector的层数 2T, 3T, etc.