HyperMesh入门教程ppt课件

AltairHyperWorks10.0HyperMesh基础培训,2010年10月30,第一讲,AltairHyperWorks总体介绍,装配,批处理网格,数据管理,碰撞,绘图,网格,多学科优化,后处理播放器,后处理,多体求解器,多体前处理,优化,求解器,数值计算,HYPERMESH简介,航空航天：目前的飞机制造，探测器，火箭发射平台的设计，已经离不开元分析，成为科研发展的必要手段。汽车行业：有限元已经深透到各个设计环节，从结构到内外饰，到噪音，到安全，等等。汽车和航天是目前应用有限元最广泛的两个行业。其他还有建筑抗震，高层抗风，大型水坝，各种家电，手机，小到一个挂钩，生活中的周围无不接触着有限元。,自从有了有限元分析以来，就有了很多划分网格的软件，例如Anasys，Ansa，HyperMesh，TrueGrid等等。每种软件都有其响应的长处和短处。相比较而言，HyperMesh因其灵活的可操作性，广泛的数据接口，越来越多的得到了业内人士的认可，目前已经成为欧美，日韩乃至中国的主流前处理软件。,第一节HyperMesh操作入门介绍,一、HyperMesh的用户界面,求解器模板选择,默认网格模板,自带求解器,1.HyperMesh的用户界面,图形区,状态条,主菜单区,宏菜单及模型导航区,工具条,菜单区,标题区,2.下拉菜单区,1.标题区,新建、导入模型无标题显示打开或者保存或另存显示特定的标题,文件操作,编辑,工具条定制,实体对象集,几何,网格,焊点,材料,属性,边界条件,分析,工具,网格morphing,结果后处理,曲线,个性化定制,应用,帮助,调用主菜单区,下拉菜单区,文件操作,文件导入导出,练习,下拉菜单区,编辑,查找工具,命令,脚本,了解,下拉菜单区,工具条定制,面板位置,命令区位置,窗口区域切换,工具条显示控制,模型导航,求解导航(了解),主副模型导航(了解),焊点信息导航,实体状态导航,实体属性显隐导航,宏菜单,下拉菜单区,工具条定制,练习,标准,实体对象集,可视性,显示工具,视图,放大缩小移动旋转,图像,检查,显示控制:视图:工具栏,PanCenter(C),RotateLeftRotateRight,RotateUpRotateDown,RotateClockwiseRotateCounterClockwise,DynamicRotate(A)DynamicSpin(R),通过在屏幕上抓取一个点并拖拽鼠标实现旋转相对于光标位置和屏幕中心进行旋转,平移模型在屏幕上点取一个位置作为模型新的旋转中心,沿不同的轴进行旋转,HyperMesh的输入设备操作,鼠标的操作,鼠标与HyperMesh完全集成，几乎应用与用户输入的每一个方面。一些操作除了使用鼠标外还要求按键盘的某一个键。,下拉菜单区,实体对象集,Geom：几何命令宏菜单,几何工具,网格工具,Tools：Isolatesurf：从一个三维模型中提出一个内部或外部表面层。这个宏只作用于与选定的曲面附在一起的曲面。其他层和厚度随后被放在一个临时目录中隐藏。ThinSolidMidsurf：用一条边找出与之相连的面，所组成的闭合三维几何，抽取其中面。Washer：将圆周长放大一定倍数（默认值为1.5），随后用这条新的圆周线来切分曲面。这个功能可以帮助在圆孔周围实现更好的网格质量。Adjcircpts：在一条内部线上放置3个额外的固定点，然后将这些固定点映射到一条同心的线上。这个功能可以帮助用户生成高质量的网格。,QA：网格质量检查命令宏菜单,8个按钮可以用来分离出任何不能通过某项单元质量检查的单元。这些宏只显示那些不合格的单元。,质量报告,SplitWarped：处理整个模型，将所有warpage大于某个设定值的四边形单元沿其对角线拆分成两个三角形单元FindAttached：找出所有与当前显示出来的单元（不合格单元）相连的单元。Remesh：重新划分选定的单元和与这些单元相连的1-3层单元。重新划分不改变当前的单元大小，不破坏原有的连接，但使用混合的单元类型。Smooth：对选定的单元和与这些单元相连的1-3层单元应用smooth算法提高其质量和外观。FindBetween：寻找被两个组件同时共享的单元。,模型检查的ShortCuts,Help按钮,进入每个面板或子面板后，按此按钮，可以弹出一个页面，里面有该面板或子面板的详细使用说明和功能介绍，在不了解面板时使用是很方便的。注：Help使用英文说明，至今没有中文翻译版本。,键盘的操作,尽管大多数HyperMesh操作使用鼠标，但是用户必须使用键盘输入文件名，组件名或标题信息，及数字。此外还有一些键盘热键，可以直接操作永久菜单中的视图操作功能，热键与菜单中的字符相同。用户也可使用上下左右的箭头键旋转模型。,HyperMesh的默认快捷键列表,第二节HyperMesh实体类型及模型组织:,几何点曲线曲面体连接（用于建立连接）有限元模型节点临时节点（用一个小圆圈表示）单元,点,曲线,曲面,实体,HyperMesh实体类型,有限元载荷载荷（约束，力，压力等）约束方程（节点间的数学关系）接触组（定义实体间的接触）接触面（定义接触中作为主面或从节点的一系列实体）,约束,力,压力,接触面,HyperMesh实体类型,多体椭球体(定义一个刚体形状)多体平面(定义一个刚体形状)多体连接(定义两个刚体之间的连接)安全性分析传感器(定义一个事件启动开关)控制体积(定义气囊),HyperMesh实体类型,坐标实体坐标系（坐标轴）向量参考实体集（特定类型实体的简单列表）块（包含在方盒空间内的实体列表）一维单元横截面梁截面（用于定义单元属性中的截面属性）,坐标系,梁截面,向量,HyperMesh实体类型,绘图curve曲线(X-Y数据)plot绘图窗口（带坐标轴的曲线显示）输出请求Loadsteps载荷工况（载荷集的组合Outputblocks输出块（特定实体的分析输出请求）标签Titles一曲线标题(给曲线加个标题)Tags实体标贴(给实体指定个名字),有一条曲线的绘图,HyperMesh实体类型,Morphing(网格变形)Handles控制柄：用于在变形过程中控制模型形状Domains域：用于把模型分成若干区域(针对基于domain的morphing)Morphvolume变形体积块：通过体积块的变形控制体积块内网格的变形（针对基于体积块的变形）Morphconstraints变形约束：控制变形过程中的节点运动Symmetries对称：强制模型在变形过程中的变形对称Shapes形状变量：变形保存后的模型状态，可在后续过程中提取使用,Symmetries,Handles,Domains,MorphVolume,HyperMesh实体类型,优化Designvars优化变量：优化过程中可变的量(例如：厚度)Optiresponses优化响应：优化过程被测量的值(例如：冯米赛斯应力)Objectives目标：取最大（最小）值的响应。例如：重量Dobjrefs目标参照：用于定义minmax/maxmin优化的目标参考响应(如:最小化最大冯米赛斯应力)Opticonstraints优化限制(例如：冯米赛斯应力ImportGeometry下拉菜单ToolbarGeometry工具栏,支持的常用文件格式:Unigraphics(NX2,NX3,NX4,NX5)UG部件浏览器导入*.prt文件要求安装UGCATIA(V4在容差范围内改变边的类型Fillersurf选择一条曲面的自由边来重建丢失曲面Deletesurf同delete面板(只针对surfaces)Replacepoint同pointedit面板;移动/保留pointReleasepoint同pointedit面板;必须与曲线关联,拓扑修补:策略,通过模型尺寸和缩放系数确定一个恰当的全局单元尺寸根据全局单元尺寸确定一个几何清理容差在options/geomcleanup、automesh和cleanup面板指定容差几何清理容差设定了几何清理工具能够合并的最大间隙容差15-20%全局单元尺寸可能导致网格扭曲在模型各个区域操作过程中可多次改变容差值使用拓扑显示工具决定哪些部位需要几何清理使用equivalence工具尽可能一次合并尽量多的自由边确保曲面不会发生不希望的退化使用toggle工具挨个处理剩余的自由边如果需要更多控制，使用replace工具使用findduplicates工具检查重复曲面并删除使用fillersurface工具创建缺失曲面,Demo+Do-it-yourself,Exercise:ImportingandRepairingCADGeometry,抽中面:介绍,对于很多有限元分析,部件用壳单元表示厚度用数值来表示,而不是几何形状网格通常放在部件的中面上CAD几何通常都是一些体,或者是围成体的一系列面.Midsurfacing在中间平面位置生成一个面网格直接划分在该面上,抽中面:工具,中面可以使用geom/midsurface面板得到AutoMidsurface从一组封闭曲面或实体自动抽取中面有时在缺失曲面的情况下也能工作缺失的曲面数量越多，结果越不可靠SurfacePair根据选择的两个曲面得到一个中面,抽中面:工具,中面抽取后可以用midsurface面板中的工具进行修改QuickEdit通过修改曲面定点位置修补中面AssignTargetquickedit的扩展,操作方法类似ReplaceEdge通过合并曲面的边来填充间隙和细长条（slivers）同edgeedit面板ExtendSurface延伸两曲面（如：筋板）直到相交ViewThickness使用从两个曲面定点延伸出来的白线查看中面的厚度（鼠标查询处）,抽中面:流程和策略,得到一个封闭的面组或一个体Midsurface:automidsurface要求一个封闭的体如果需要，使用拓扑修理工具对于复杂的部件,可以尝试defeature一些定义体的曲面对于简单的零件create/solid可能会得到一个更好的结果用midsurface面板生成中面:automidsurface需要更多控制时使用surfacepair子面板使用midsurface:editingtools调整中面察看中面并用中面编辑功能修正错误一般使用quickedit,Do-it-yourself,Exercise:GeneratingaMidsurface,Defeaturing:Whatisit?,根据分析要求,某些几何上的细节可以忽略.这依赖于:部件中装配中的重要性特征相对于分析关键区域的位置特征的尺寸vs.网格的平均尺寸Defeaturing：移除部件中的细节使部件形状更简单,Surfacefillet,Pinholes,Edgefillets,Defeaturing:工具,Geom/Defeature面板,Do-it-yourself,Exercise:RemovingdetailsfromaMidsurfaceModel,拓扑细化:Whatisit?,“Topologyrefinement”是指通过修改拓扑得到质量更高的网格与defeaturing不同,它通常不改变零件外形CAD几何常常会有影响网格质量的拓扑细节曲面曲率变化的地方就会存在Edges平坦广顺的区域也会被切成几个面Automesher会在存在edge的地方强制沿着edge放置节点，在存在固定点的地方必须放置结点这将产生长度很小或角度很小或长宽比很大的单元，具体情况和几何形状有关CAD几何曲面有时也会有复杂的外形在高度复杂的形状难以得到高质量的网格在曲面上增加edges将曲面切成更容易划分的小区域在需要有节点的地方增加固定点可以更好地控制网格,拓扑细化:例子,抑制边,增加边,移除固定点,增加固定点,合并固定点,After,Before,拓扑细化:工具,EdgeeditToggle选择一条共享边并抑制(Un)Suppress一次选择多条共享边并抑制PointeditAdd增加固定点以控制网格模式沿着edges增加固定点以控制节点分布Suppress去除不想要的固定点Replace在同一个地方合并两个固定点Project将固定点投影到邻近的edge需要的两个edges之间对齐网格的时候有用Surfaceedit包含通过切割surfaces增加edges的所有功能增加edges有助于在一个大的区域控制网格模式Trimwithnodes用node切割surfacesTrimwithlines用lines切割surfacesTrimwithsurfs/plane用其它surfaces或定义一个plane切割surfaces,拓扑细化:工具,Quickedit包含其它面板中已有的很多工具主要是只需少量用户输入的快速编辑工具Splitsurf-node:通过两个nodes之间的一条直线增加一个edge或切割一个surfaceSplitsurf-line:通过一个node和一条edge之间的垂线增加一个edge或切割一个surface.Washersplit沿着孔在曲面上生成一圈圆边沿着孔边生成一圈全四边形网格时很有用Toggle同edgeedit面板RemovePoint删除选择的fixedpoint,拓扑细化:工具,Quickedit,继续Replacepoint同pointedit面板Add/removepoint:point通过选择位置创建一个新的Addpoint:line沿着edge创建用户指定个数的固定点alongtheselectededgeProjectpoint同edgeedit面板,拓扑细化:技巧,划分部件网格眼观部件查找是否有糟糕的网格模式使用单元检查功能查找单元质量较差的部位Checkelems面板,QI面板等使用edgeedit:(un)suppress抑制edges使用不同的法向角度设置使得一次可以抑制尽可能多的有时先抑制所有edges然后对需要的edges进行会更方便在增加固定点之前先将原先的抑制掉尽量抑制掉不需要的固定点,经验之谈：没有固定的流程可供遵循，孰能生巧！,Do-it-yourself,Exercise:RefiningTopologytoAchieveaQualityMesh,第四节:ShellMeshing,AutomeshingCheckingandEditingMesh,Automeshing:Whatisit?,automesh面板在已有曲面上创建网格可以快速生成网格大部分从CAD软件导入的部件都是以曲面（或者实体）的形式存在的Automesh允许一次对多个曲面进行划分曲面正确连接则网格也会正确连接,Automeshing:Whatis“topology”?什么是拓扑？,拓扑是部件内每个曲面与其相邻曲面的连接方式曲面的连接关系是由edges控制的如果edge与多个曲面相连，则认为这些曲面是相连的曲面的edges根据连接曲面的个数进行归类、命名并以不同颜色显示,Freeedge(red)自由边（红色）只与一个曲面相连曲面之间有自由边表示曲面在这里是不共边的,Sharededge(green)共享边（绿色）与两个曲面相连被连的两个曲面共边,Suppressededge(blue)相当于把曲面进行合并,T-junctionedge(yellow)T型连接（黄色）与三个或三个以上曲面相连例如：注塑件的加强筋结构曲面是共边的,Automeshing:拓扑如何影响网格,曲面edges控制曲面交界处的网格生成方法:,两个曲面间的自由边,划分网格时节点沿着edge分布,网格是不连续的;沿着e