HyperMesh与Nastran 学习资料PPT课件.ppt

HyperMesh和Nastran学习经验总结 1 此学习资料是本人学习和工作中的经验总结 其中也抄录了其他培训教程资料 关于自己总结的部分 难免有谬误之处 欢迎大家批评指正 QQ 1123959241 2 一 字母键O 按字母键O 在这里可以改窗口的背景颜色等 选择coincidentpicking可以选择重合在一起的节点中的之一 更多介绍按帮助键H 3 HyperMesh简介 HyperMesh是一个高效率 功能强大的有限元前后处理器 它提供了一个交互式的 可视化的环境来进行产品的设计仿真分析 配有与各种有限元计算软件 求解器 的接口 为各种有限元求解器写出数据文件及读取不同求解器的结果件 可实现不同有限元计算软件之间的模型转换功能 这在很大程度上提高了工作效率 Nastran简介 Nastran是20世纪60年代 美国航天局为发展航天事业而开发的一套用于替代实验的有限元仿真程序 Nastran原来由多家公司共同开发 所以有多个Nastran版本 我们现在所使用的是MSC Nastran 第一章 基本功能简介 4 Hypermesh的功能 CAE分析的三个过程 获取3DCAD模型或者相关的技术数据 前处理 创建CAE模型划分网格 装配质量检查材料属性的设置 前处理 后处理结果的提取动态的查看编写仿真分析报告 后处理 建立仿真分析的工况输出请求边界 初始条件载荷工况 前处理 提交相关的文件给求解器求解 求解过程 设置一个合适的求解模板 前处理 5 本人的分析流程 SolidWorks建模并保存为IGES格式 导入到hyperMesh中 并创建有限元模型 使用HyperMesh自带的求解器求解 保存为bdf格式的文本 导入到Nastran中求解 使用HyperMesh进行后处理 使用HyperView等后处理软件进行后处理 编写报告 6 7 第二章 HyperMesh的学习 1 如何提高学习效率 1 帮助键 H 每一页的功能面板 FunctionPanel 上都有许多命令 可以通过帮助文件来学习和了解该命令的用法 具体方法如下 在Pagechange 见HyperMesh面板简介 里选择一类 比如说Geom 进入到几何面板 点击nodes命令按钮 进入到节点创建界面 然后按一下键盘上的的H键 帮助文档自动跳转到相应的帮助部分 然后就可以来学习如何创建nodes了 该方法非常有用 它可以帮助学习者来学习或查询某一命令的用法 建议用此方法把每一个命令都学一遍 当然 要亲自操作 练习 8 2 帮助文件里的例子 注 实例的模型在哪里找 一般情况下 在安装盘 比如说F Altair hw10 0 tutorials hm 或其他 若没找到 可以在安装盘里搜索一下 要充分利用帮助文件 点击Help HyperMeshandBatchMesher 注 在360浏览器中 目录可能无法展开 需要使用InternetExplore浏览器 9 2 帮助文件里的例子 点击Help HyperMeshandBatchMesher 注 在360浏览器中 目录可能无法展开 需要使用InternetExplore浏览器 注 实例的模型在哪里找 一般情况下 在安装盘 比如说F Altair hw10 0 tutorials hm 或其他 若没找到 可以在安装盘里搜索一下 要充分利用帮助文件 10 若想查找相关的知识 可以再Search里搜索 11 3 其他的资料 4 CAE学习网站 论坛和QQ群等 12 5 若用的是ANSYS求解器 推荐这本书 13 HyperMesh面板简介 Figure1GUIofHyperMesh V10 0orhigher Toolbar Drop downMenu GraphicArea LabelArea MainMenu FunctionalPanel PageChange StatusBar 14 1 BRIEFINTRODUCTIONTOGUIOFHYPERMESH 图形用户界面简介 Usingawayofuser friendlyinterface functionalProcessdesign eachmenuisobject specific AModelisorganizedonthebasisof Collector 1 1FileManagement 文件管理 Create open save input andoutput etc Userprofile Secondarydevelopmenttools 1 2GeometryMenu 几何菜单 Points Lines Surfaces Solids Vectors SystemsClean upandrepairtheCADgeometry particularlybytopologytechnologyExtractthemidsurface1 3MeshMenu 网格划分菜单 LineMesh AutoMesh TetraMesh SolidMapMesh VoxelMesh ShrinkWrapMeshTetraMeshProcessManage HyperMesh图形用户界面简介 15 Mass 1D 2D 3Delements ruled drag spin spline offset map replace delete project translate reflect position orderchangeandsoon Elementeditor Manuallycreate combine split detach etc 1 4ConnectorMenu 装配菜单 Spots bolts seams areasconnection massDistributionsandtheirmanagement 1 5MaterialsMenu MID 材料菜单 Create selectmaterialtype andupdate1 6PropertiesMenu PID 属性菜单 Create update assign selectelementtype andchoosethecorrespondingMID 1 7BC s orAnalysispage Menu 边界条件菜单 Constraints Loads forces moments pressures enforceddisplacements statusequations temperature flux etc WHATCANHYPERMESHDO HYPERMESHTRAINING101CreatedbyDr ShalinQiao 16 Intialconditions velocities accelerations Contactpairs 1 8SetupMenu 工况创建菜单 Controlcards solutionmethod parameters includefiles set time etc Outputblock defineoutputrequirements Loadsteps organizeconstraints loadsintoasubcase 1 9ToolMenu orToolpage 工具菜单 页面 Sets Blocks Tags Titles Solver alsouseAnalysispagetoopen thattranslateresultfileintoHMformatforpostprocessing ElementCheck faces edges penetration normals etc Isolate modify manageelementsandstructures suchasfind mask translate rotate organize renumberandsononStatisticsofaCAEmodel Masscalculation count WHATCANHYPERMESHDO HYPERMESHTRAINING101CreatedbyDr ShalinQiao 17 1 10MorphingMenu 变形菜单 Domains Handles MorphConstraints MorphVolumes Shapes Symmetries 1 11PostMenu orPostpage 后处理菜单 Deform contour vector transientanimations etc CreateandeditX Yplots 1 12ViewsToolbar 视图工具条 1 13DisplayandVisualizationToolbar 显示工具条 WHATCANHYPERMESHDO HYPERMESHTRAINING101CreatedbyDr ShalinQiao 18 1 14CollectorsToolbar 集合工具条 Quicklycreatevariouscollectors Quicklyeditvariouscollectors suchasdelete orgaznize cardedit renumber Load1 15ChecksToolbar orToolpage 检测工具条 页面 Bydefault thistoolbarisnotshownup AdditontoolbarareafromViewMenu Functionscoverdistance length mass volumeCalculation edges features faces normals penetration elementcheck count modelsummary andloadsummary WHATCANHYPERMESHDO HYPERMESHTRAINING101CreatedbyDr ShalinQiao 19 1 16ImageCaptureToolbar 图形捕捉工具条 Bydefault thistoolbarisnotshownup AdditontoolbarareafromViewMenu Functionsincludesaveaimagetoafile capturegraphicarea capturepanelarea Youshouldknowhowtoquicklytakeadvantageof Ctrl F6 tograspapictureof igesformatforthecurrentobjectongraphicarea WHATCANHYPERMESHDO HYPERMESHTRAINING101CreatedbyDr ShalinQiao 20 WHATCANHYPERMESHDO HYPERMESHTRAINING101CreatedbyDr ShalinQiao 1 17QuickKeys 快捷键 F1 HiddenLine隐藏线 F2 Delete删除 删除任何对象都用此命令 F3 Replace合并两个节点 F4 Distance测量距离 角度等 F5 Mask隐藏 F6 ElementEdit单元编辑 创建 合并 分割单元等 F7 AlignNode节点共线排列 F8 CreateNode创建节点 F9 LineEdit线编辑 非边界编辑 F10 CheckElem单元质量检查 F11 QuickEdit快速几何编辑 F12 Automesh自动网格划分 21 WHATCANHYPERMESHDO HYPERMESHTRAINING101CreatedbyDr ShalinQiao 1 18UsageoftheMouse 鼠标的使用 Ctrl leftkey rotatethemodeldynamically 动态旋转模型 按CTRL键 同时在图形上点击一点 该点即作为旋转中心 Ctrl middlekey zoomin zoomout 中键若是滚轮 上下滚动时 放大 缩小模型 不是滚轮 可以画出任意封闭的区域来放大模型 Ctrl rightkey translatemodel 在图形区平移模型 22 单位系统的指定Length mm Mass ton megagram Force N Stress MPa Time S 23 坐标系 一 全局坐标系 系统默认 直角坐标系二 局部坐标系 直角 圆柱 球坐标系 局部坐标系按不同性质分类 I是否随节点的变动而变动 1 在空间中固定不动 2 随用于创建此坐标系的节点的变动而变动 24 II参考与位移坐标系 参考坐标系用来确定节点相对参考坐标系的坐标 一般用来创建节点等 位移坐标系位移 约束和其他基于节点的量都是在该坐标系中定义和输出的 一般用来创建约束 转动 创建弹簧单元 梁单元 rbe3单元等 25 三 创建局部坐标系的方法 在空间中固定不动的创建方法 Analysis Systems 2 随用于创建此坐标系的节点的变动而变动的 26 4 查看节点的坐标 3 把相应的节点依附到参考坐标系中 27 5 位移坐标系的使用方法 1 将某些节点归属到相应的局部坐标系 那么该节点的自由度将与相应的局部坐标相匹配 每个节点都有一个位移坐标系 在GRID卡片的第7个字域中定义 位移 约束和其他基于节点的量都是在该坐标系中定义和输出的 基本坐标系是MSC Nastran默认地位移坐标系 28 6 节点归属到位移坐标系中 那么这个局部坐标系在所选择的相应的节点的世界里扮演的角色就是位移坐标系 以后对该节点的约束 使用该节点创建弹簧单元等所选择的自由度就是该坐标系中定义的 7 查看节点的属性 29 例如对某一节点施加一个特定方向的位移约束 而这个方向与全局坐标系的3个坐标轴不平行 那么我们可以创建一个合适的局部坐标系当作位移坐标系 然后将这个节点归属到这个位移坐标系中 然后就可以施加相应的约束了 假设施加的是X轴向的约束 那么这个X轴就是相应的局部坐标系的X轴 30 所有HyperMesh中的模型和对象都是以 集合 Collectors 的形式进行组织 HyperMesh支持丰富的集合类型 绝大多数HyperMesh支持的对象都必须被归类放置在 集合 中 每一集合包含特定的对象类型 在HyperMesh中新建的对象都会被归类在当前集合 CurrentCollector 中 每当用户新建一个集合 该集合都会被自动置为当前集合 改变当前集合的方法之一是点击 G Component 选择集合 模型浏览器 Modelbrowser 是HyperMesh中一种树状结构 Hierachystructures 管理装配体 Assemblies 组件 Components 和集合 Collectors 的工具 通过ModelBrowser 用户可对集合 Collectors 进行诸如创建 编辑 删除 重命名等操作 在模型浏览器中 可以通过拖拽操作方便的建立和管理装配体 Assemblies 通过ModelBrowser可重置当前集合 可以通过IncludeBrowser重置当前Includefile 利用Organize 可以将一个集合中的某些元素移动到另外的集合中 Collector的概念 31 Collector的概念 32 第二章 分析类型 一 静力分析静力分析用来计算结构在稳态载荷作用下引起的位移 应力 应变和力 静力分析不考虑惯性和阻尼效应的影响 但是 静力分析能够分析稳定的惯性力 如重力和旋转件所受的离心力等 和能够被等效为静态载荷的随时间变化的载荷 如等效静力风载和地震载荷等 作用下结构响应的问题 静力分析可分为线性静力分析和非线性静力分析 静态结构分析的目的在于发现整体结构中的应力和位移的分布及其最大值所在部位 在此基础上 对其强度进行校核以及对其位移设计目标值进行验证 对其静力行为进行评价 整机结构的应力分布的定量获取对合理改进结构 进而优化减重具有关键的指导作用 33 二 模态分析 三 谐响应分析 谐响应是结构在周期载荷作用下产生的周期响应 谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性 从而使设计人员能够验证其设计能否克服共振 疲劳及其他受迫振动引起有害效果 四 线性屈曲分析五 动态计算 模态分析用于确定结构的固有频率和振型 固有频率和振型是承受动态载荷设计中的重要参数 模态分析也是进行响应谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析必需的前期分析过程 在设计时对各部件的进行模态分析 确定结构的固有频率 可以有效通过改变构件质量或形状避开这些频率或最大限度地减小对这些频率上的激励 从而消除过度疲劳或损坏 34 六 优化设计 OptiStruct是HyperWorks内含的有限元分析和结构优化设计工具 提供拓扑优化 形貌优化 尺寸优化 形状优化以及自由尺寸和自由形状优化技术 通过在产品设计的各个阶段灵活运用各种结构优化技术 实现优化驱动的设计 Optistruct成为创新产品设计的驱动者 关于分析类型的详细介绍请查阅相关资料 35 第三章 单元类型 1 0D Rigids0D Mass 质量单元 Rigid RBE2 刚性单元 RBE3 RBE3 柔性单元 2 Springs GapsSpringGap 36 3 1D单元RodBar2Bar3WeldJointPlot 4 2D单元 Tria3 Tria6 Quad4 Quad8 注 Tria3是3节点三角形单元 即每个顶点上有一个节点 Tria6是6节点三角形单元 即顶点和每个边的中点都有一个节点 其他类似 37 5 3D单元 Tetra44节点四边形Pyramid55节点四棱锥Penta66节点棱柱Hex88节点六面体Tetra1010节点四边形Pyramid1313节点四棱锥Penta1515节点棱柱Hex2020节点六面体 38 第四章 单元网格的划分 常用单元主要有 0D Mass Rbe2 Rbe31D Rod Beam Spring2D Shell3D Solid 下面主要介绍创建这些单元需要用到的命令和注意事项 具体如何操作的可查看帮助命令 比如进入到rigids命令面板 按一下键盘上的H键 帮助文件自动转入到该命令的帮助文档 介绍得很详细 39 1 Mass创建命令 1D masses 注意事项 这里要注意质量的单位 比如我们常用的一套单位是mm s N MPa t 所以这里mass 0 3就是指0 3吨 质量单元常用来模拟简化的集中质量 可以赋予属性 但不赋予属性也能求解成功 2 Rbe2创建命令 1D rigids Rbe2是刚性单元 常用来模拟焊接 接触 用作力的传递 销轴 转动等 假设主节点A independent 从节点B dependent 自由度dof1 dof2全部选择的话 就代表从节点B的自由度全部被约束 与主节点A刚性连接 若没选dof1 则意味着从节点B的x轴向的自由度没有被约束 这里的坐标轴默认地是全局坐标系 如果需要其他的方向 则可以自己创建一个位移坐标系 然后将该节点B依附到该位移坐标系中 不需要赋予属性 40 3 Rbe3创建命令 1D rbe3 不是 刚性的 的 更多的介绍参见另附的PPT 从节点B dependent 只有一个 而主节点A independent 有多个 自由度的选择同rbe2单元 意思是从节点B的运动形式由主节点A来决定 比如自由度选择dof1 dof3 则表示从节点B的x y z的平动由主节点A来共同决定 主要用来模拟接触 转动 销轴与轴套间的接触并转动 等 4 Rod创建命令 1D rods 承受拉力 压力和轴向扭转 但不能承受弯曲载荷 不需要赋予属性 5 Bar beam 能够承受拉压 扭转 两个正交平面内的弯曲以及两个正交平面内的剪切 创建命令 1D bars 一次单个 或1D linemesh 一次多个 41 6 Spring创建命令 1D springs 常用spring单元来模拟油缸 事先通过理论计算得到油缸的刚度 即弹簧的刚度 在创建spring单元的时候 一个很重要的问题就是弹簧的方向 即弹簧要和油缸的轴向重合 所以要先利用油缸连接孔的中心的节点创建一个位移坐标系 然后将这两个节点依附到这个位移坐标系上 然后再用这两个节点创建spring单元 假设这两点决定的是位移坐标系的x轴 则选择dof1 7 Shell创建命令 2D automesh ruled spline skin drag spin linedrag elemoffset editelement等等 对于一个板材 如果它的长度 厚度的比值大于等于15 则抽中面 画shell单元 抽取中面 1D midsurface 42 每次画好一个面的网格后 或者说一定数量的网格后 都要进行网格质量的检查 质量检查命令 2D qualityindexcomp QI的越小越好 同时可以在此面板里自动或手动的来修整网格以提高网格质量 8 Solid 六面体创建命令 3D drag spin linedrag elemoffset solidmap linearsolid solidmesh 其中主要用到的是solidmap 尤其对较复杂的几何体 四面体创建命令 3D tetramesh 当使用包络的shell单元创建四面体的时候 必须保证shell单元是封闭的 可用Tool edges来检查是否封闭 修补不封闭的面网格的方法主要有editelement replace edges里的equivalence等 每次划分好一定数量的solid单元后 都有及时地进行网格质量的检查 使用的命令是Tool checkelems 3 d 一般情况下 使用封闭的shell单元创建四面体单元 这样可以通过控制shell单元的质量来间接提高四面体的质量 43 如果一个零件很复杂 若全部划分成六面体网格会有很大难度 且花费较多的时间 那么我们可以把几何体的规则部分划成六面体 不规则的部分划成四面体 这里需要注意一个关键的问题 就是四面体与六面体结合部分的连续性 一般的处理方法是先划分六面体 然后通过Tool faces命令将六面体的表面生成shell单元 这些shell单元所使用的节点就是原来六面体单元的节点 然后利用此shell单元和不规则部分生成的表面shell单元组合成一个封闭的空间 然后再通过3D tetramesh生成四面体 这样就实现了六面体和四面体结合部分的连续性 44 国际上通行的准则是 对于每一个质量指数 失败的单元不超过总数的5 在所有的shell单元中 三角形的单元不超过总数的5 在所有的solid单元中 四面体单元不超过总数的15 提高网格质量的方法 当然可以重划 另外 对于四面体网格 可以通过checkelems面板中的savefailed命令来保存失败的单元 然后3D tetramesh 通过retrieve重新获取失败的单元 然后再byadjacent选取相邻的单元 remesh 不过这样的效果貌似也不是很好 每一次划分好solid单元后 都要及时地删除用于创建该solid单元的shell单元 否则在赋予solid属性时会出错 可以通过Maskbyconfig来只显示shell单元 然后删除之 45 第五章 创建材料 在一个模型里面 可能需要多种材料 工程中常用的材料是钢材 其属性都差不多 创建命令 输入名字 选择颜色 type选择ISOTROPIC cardimage选择MAT1 E弹性模量 NU泊松比 RHO密度 一般的钢材E 2e5 NU 0 3 RHO 7 9e 9 46 第六章横截面 创建梁单元的属性的时候 需要横截面 创建命令 1D HyperBeam standardsection Standardsectionlibrary 选择NASTRAN Standardsectiontype 选择相应的截面形状 其他横截面的创建方法可查阅帮助文档或相关的资料 create 进行下一步的操作 47 第七章属性的创建 如果单元不需要属性 像rbe2和rbe3单元 则可以放置在同一个component里 一般情况下 为每一个零件创建一个component 并赋予相应的属性 一个component里面不能拥有两种不同类型的单元 如果一个component里既有shell单元又有solid单元 则当该component被赋予shell属性时就会出错 赋予solid属性时同样会出错 创建命令 1 杆单元Rod propname 输入名字 命名时要有意义 比如rod10代表直径是10的杆 这样在以后操作时方便选择 选择一个颜色 方便以后查看 type 选择1D 48 Cardimage 选择PROD 这步很关键 不能选错 material 选择事先创建好的材料 beamsection 选择事先创建好的横截面 最后一步也可以不选择横截面 然后选择create edit 自己定义它的截面属性 49 2 Beam属性 type 选择1D cardimage 选择PBEAM beamsection 选择事先创建好的横截面或自己定义 Bar属性也类似 只是cardimage 选择PBAR 50 3 spring属性 type 选择Springs Gaps cardimage PELAS create edit 输入刚度K等 51 4 Shell属性 type 选择2D cardimage PSHELL create edit 在T下面输入板材的厚度 52 4 Solid属性 type 选择3D cardimage PSOLID create 53 4 Mass属性 type 0D Rigids cardimage PMASS create edit 在M下面输入质量的数值 54 属性的赋予 方法一 可以在划分网格的时候赋予属性 方法二 可以在所有网格全部画好后 一起赋予属性 55 第八章装配 1 螺栓 用rbe2单元来模拟焊接 这里假设焊缝强度足够 然后就需要将焊接件装配起来 装配方法主要有螺栓 销轴 弹簧 油缸等 56 螺柱三维显示 梁单元 螺栓的有限元模型简化版 两端用蜘蛛网刚性单元 Spider 与被连接的零件连接 可以考虑垫圈 中间使用BEAM单元模拟螺柱 注 考虑垫圈的接触部分时 则在划分网格之前 先使用quickedit washersplit命令来将螺栓孔往外扩一个垫圈大小的圈 方便划分网格 57 销轴的仿真模型的建立 销轴用来连接两个零部件 这两个零部件之间可以相互转动 同时传递作用力 如图1 9所示 假设销轴的轴向与坐标轴Z轴平行 则左右两边的rbe3单元的依附自由度6释放掉 这样部件2就可以绕着梁单元转动 其他自由度被约束 部件1与梁单元之间用rbe3单元连接 此处rbe3单元的依附自由度全部约束 即部件1与梁单元通过rbe3单元 焊接 在一起 这样即可实现部件1和部件2之间可以相互转动 同时又传递作用力 2 销轴 58 rbe3单元释放掉转动自由度 部件1 rbe3单元自由度全依附 梁单元 部件2 图销轴的仿真模型的建立 59 弹簧单元的创建 第一步 创建Spring弹簧单元属性 单击梁属性创建图标 打开创建梁属性对话框 如图1 6所示 在propname里输入名字 设置color type 选择Spring Gaps cardimage 选择PELAS create edit进入下一界面 如图1 7所示 图1 6弹簧单元属性创建界面 3 弹簧 油缸 60 图1 7设置弹簧单元的属性 在K1中设置弹簧单元的刚度 其他的系数具体所指可查阅相关帮助 文献 第二步 创建合适的位移坐标系 例如 用弹簧单元模拟油缸 因为油缸的轴向和全局坐标系不平行 所以需要创建一个合适的位移坐标系 使其中一个轴与油缸轴向重合 然后将用于创建弹簧单元的两个节点附属到这个位移坐标系中 具体操作步骤请见前述 第三步 创建弹簧单元 1D Springs 进入到弹簧单元创建界面 如图1 8所示 61 图弹簧单元创建界面 在选择node1和node2之前 先确定自由度 即若选择dof1 则该弹簧单元约束的是node1和node2之间的X轴方向的自由度 该X轴由位移坐标系确定 property 选择对应的属性 然后选择node1和node2 弹簧单元即可创建 62 1 创建载荷集 步骤 在标签区右击然后选择Create LoadCollector 弹出载荷集创建对话框 如下图所示 在Name 里输入载荷集的名字 Color 选择显示的颜色 其他的默认设置 点击Create 即可创建一个载荷集 一般情况下 载荷集的名字都要有实际的意义 便于以后辨认和操作 如放置约束的用con1 con2 放置力的用f1 f2等 放置力矩的用M1 M2 颜色最好也统一起来 方便使用 或者使用快捷方式 第九章施加载荷和约束 63 备注 如何施加重力 点击 进入到载荷集创建界面 左侧选择create loadcolname 输入名称 建议写grav 颜色任选 在右侧倒三角里选择cardimage 然后单击右侧对话标签 选择GRAV 然后单击create edit 进入下一层界面 在CID下面选择合适的坐标系 默认为0 即全局坐标系 G输入 9800 N1 N2 N3确定方向 比如重力沿全局坐标系Y轴方向 则G输入 9800 N1 0 N2 1 N3 0 这样 就实现了对整个模型施加了重力 64 2 施加约束和载荷 创建好载荷集后 假如创建了三个载荷集 con f grav 重力 1 施加约束 步骤 将载荷集con至于当前 然后Analysis Constraints 进入到约束界面 如下图所示 左侧选择create 中间一列左侧倒三角选择nodes 一般情况下 size决定该约束图标在窗口的显示大小 labelconstranits可以选择也可以不选择 可以自己比较一下异同 再下面选择constraintvalue 右侧dof1 dof6代表x y z轴的平动自由度和绕x y z轴的转动自由度 后面的数值若为0则代表约束该自由度 如为数字n 则代表沿该自由度变动的数值 loadtypes选择SPC 然后create 65 2 施加载荷 步骤 将载荷集f至于当前 然后Analysis forces 进入到力的界面 如下图所示 左侧选择create 中间一列左侧倒三角选择nodes 一般情况下 然后选择合适的坐标系 在magnitude中输入力的大小 这里有好几种方法 也可以用其他的方法 然后选择方向 size决定该力图标在窗口的显示大小 与其真实值无关 labelloads可以选择也可以不选择 可以自己比较一下异同 loadtypes选择FORCE 然后create 完成力的创建 至于力矩的创建 Analysis moments 与之类似 不再赘述 66 HyperMesh Nasrtran中工况的设置和求解 工况 一般情况下 一个工况里面有约束和力或力矩组成 一次可以求解多个工况 每个工况可以有不同的约束和力 力矩 组成 也可以由多个工况组合成一个复杂的工况 第十章 工况的设置和求解 67 CASECONTROLSECTION Templateexamples Cont Example3 68 举了简单的例子 一个约束 一个力 包含重力的情况下 Template general ExecutiveControlCards IDShalinQiaoforGTreferenceSOL101DIAG 8 49TIME99999 0CEND CaseControlCards ECHO NONEDISP PUNCH ALLSTRESS PUNCH ALLSPC 1 HMNAMELOADSTEP1 lateral force SUBCASE1LABEL fLOAD 2SUBCASE2LABEL gravLOAD 3SUBCOM3LABEL f gravSUBSEQ 1 0 1 0 BulkDataCards BEGINBULKPARAM AUTOSPC YESPARAM DBALL SCRATCHPARAM MAXRATIO 100000 0 注意 这里的SPC和LOAD要和HyperMesh中的constraints和force对应起来 主要序号 要对应 69 补充说明 有些时候 为了节省时间 在PUNCH文件中 并不需要将所有的节点位移和单元的应力记录下来 这时就可以用entityset命令 即将所需要的节点或单元组合成set 假如说将节点1 2 3 4 5 6这6个节点组合成set1 1为名字 将单元1 2 3 4 5 6这6个单元组合成set2 则DISP PUNCH 1STRESS PUNCH 2就意味着set1中的位移记录下来 将set2中的应力记录下来 创建set的操作步骤 Analysis entitysets 进入到entitysets创建界面 如下图所示 现在nocardimage entity选择elems或nodes或 其他set create 其他简单的操作不再赘述 70 在HyperMesh中将模型创建好之后 需要将模型导出 然后用Nastran求解 因为Nastran求解只需要有限元模型 不需要几何模型 所以几何模型不需要导出 所以在导出的前一步 单击 使模型全部显示 然后单击 模型的导出 只将有限元模型单独显示 然后再进行下一步的导出 71 操作步骤 1 单击 进入到导出界面 如下图所示 2 导出的是FEModel Filetype 选择NastranTemplate StandardformatFile 选择存储路径Export 选择Displayed 即当前图形窗口显示的有限元模型 其余默认设置 Export 导出文件的格式为bdf 72 头文件的替换 在HyperMesh中 只创建了载荷集 没有设置工况和其他的求解参数 这些工作可以在 bdf的导出文件中设置 因为是命令流 将事先准备好的头文件 包括了工况的设置和其他求解参数 覆盖掉原有的就可以了 这样可以提高效率 73 Template general ExecutiveControlCards IDShalinQiaoforGTreferenceSOL101DIAG 8 49TIME99999 0CEND CaseControlCards ECHO NONEDISP PUNCH ALLSTRESS PUNCH ALL HMNAMELOADSTEP1 lateral force SUBCASE1SPC 1LOAD 2 BulkDataCards BEGINBULKPARAM AUTOSPC YESPARAM DBALL SCRATCHPARAM MAXRATIO 100000 0 GRIDData 不包括重力的头文件 SOL101 静力分析 74 Template general ExecutiveControlCards IDShalinQiaoforGTreferenceSOL101DIAG 8 49TIME99999 0CEND CaseControlCards ECHO NONEDISP PUNCH ALLSTRESS PUNCH ALLSPC 1 HMNAMELOADSTEP1 lateral force SUBCASE1LABEL fLOAD 2SUBCASE2LABEL gravLOAD 3SUBCOM3LABEL f gravSUBSEQ 1 0 1 0 BulkDataCards BEGINBULKPARAM AUTOSPC YESPARAM DBALL SCRATCHPARAM MAXRATIO 100000 0 包括重力的工况 SUBCOM3 75 求解 覆盖好头文件之后 就可以进行求解了 步骤 双击Nastran图标 弹出选择求解文件对话框 如下图所示 选择求解文件 然后单击打开 弹出如下对话框 76 单击Run 进行求解 求解完成后 将会得到f04 f06 pch等文件 pch文件是结果文件 但是HyperMesh无法读取 需要进行转化 77 HyperMesh与Nastran运行出错的几种常见情况 在从Hypermesh中导出之前 要进行一些常规的检查 比如属性是否都已经赋予 是否出现rbe2依附性问题 判断一下是否会出现刚性运动等等 但有些时候错误无法全部找出并改正 因此求解就会出错 求解出错后 Nastran生成的f06文件中包含错误的信息 通过查找fatal 找到错误的位置和类型 然后返回到HyperMesh中进行改错 再重新运行 直至求解成功 第十一章 78 刚性rbe2和柔性单元rbe3单元不需要赋予属性 其他的像mass单元 beam单元 spring单元 shell单元 solid单元等都需要赋予属性 如果单元较多 可以通过单击这个命令来查看各个component是否已被赋予了属性 因为在创建属性的时候 可以用不同的颜色来识别它 这样就可以查看component是否被赋予某一属性 如果没有被赋予 那么该component会默认地显示为灰色 另外一种比较高效的方法是若运行出错 打开f06文件 查找fatal 然后会出现如下提示 这个例子是shell单元没有被赋予属性 一 单元没有被赋予属性 然后回到HyperMesh中 通过Tool numbers命令进行定位 查找到该单元所属的component 然后进行属性赋予 79 二 单元与其属性不匹配 在创建三维solid单元的时候 一般情况下需要先创建二维shell单元 有时候为了操作方便将这两种单元放在了同一个component里了 然后该component被赋予三维单元的属性 但这样一来该component里面的shell二维单元与该component的被赋予的三维单元的属性就不匹配了 因此求解就会出错 解决的办法是将该component里面的shell单元删除掉 该错误类型在f06文件里面的显示如下图所示 在一个component中 如果有多种类型的单元 如shell和solid 那么如何快速的删去另一种类型的单元呢 可以这样做 1 将该component单独显示 然后点击这个图标 80 2 点击这个图标 让shell单元单独显示 然后就可以将shell单元删除了 这是该component里面就只剩下solid单元了 81 三 刚性单元rbe2的依附性错误 错误1 rbe2单元的主节点A可以连接多个从节点 而一个从节点B只能连接一个主节点 即一主可以有多从 而一从只能有一主 还有一种比较特殊的情况就是两个节点A B通过两个rbe2连接 如果A在这两个rbe2单元中都是主节点 那么B在这两个rbe2单元中都是从节点 则也会出错 这种情况多发生在将对称结构的一半模型镜像复制过来 然后合并节点 若镜像前对称面上有一个rbe2单元 合并节点后中间同一个位置就有两个重合的rbe2单元 检查方法 1 检查是否有重合的rbe2单元并删去 Tool checkelems 1 d duplicates 然后提示区就会显示有几个重复节点 savefailed 将重合的rbe2保存起来 F2 进入到删除面板 倒三角框选择elems 再单击一下elems 选择retrieve 将刚才savefailed的单元选中 deleteentity 错误2 rbe2单元首尾相连构成一个圈 这种情况也会出错 82 2 检查是否有依附性错误并改正 Tool checkelems dependency 选择elems或者comp dependency 然后提示区就会显示有几个节点存在多重依附 在屏幕上在对应的节点处生成黄色的临时节点 改正方法 1D rigids update 选择相应的rbe2单元 在下面的选项中选择switch switch 这就转变了主从顺序 一般情况下均可用此方法解决 改正完所有有问题的rbe2单元后 重新进行一次依附性检查 直到没有依附性问题为止 对于主 从 主的情况 则只需要改成主 从 主 从 即在左边的rbe2单元 中间节点是从节点 在右边的rbe2单元 中间节点是主节点 或者改成从 主 从 3 检查是否存在rigidloops Tool checkelems 1 d rigidloops 然后提示区就会显示有几个单元是相互内部依附的 窗口中对应的单元高亮显示 savefailed 将对应的rbe2保存起来 F2 进入到删除面板 倒三角框选择elems 再单击一下elems 选择retrieve 然后再进一步选择适当的单元 deleteentity 最后再进行一次检查 直至不存在rigidloops 83 rbe2单元依附性错误在f06中的提示 1 一从对多主 重复 2 rigidloops 84 四 出现刚性运动 一般出现刚性运动的情况是整体没有施加约束 局部出现刚性运动等等 常常出现在销轴部分 f06文件中错误提示 一般情况下 有两种情况会导致9050类错误 即刚性过大和