六面体网格划分教程2014-2-21

1、Innovation Intelligence Name: Name: XianjunXianjun Fang Fang（方献军）（方献军） HexaHexa Meshing in Meshing in HyperMeshHyperMesh The art of Solid Mesh!The art of Solid Mesh! Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 写在培训开始前写在培训开始前 划分六面体网格可能很有挑战性，在正式开始学习之前一划分六

2、面体网格可能很有挑战性，在正式开始学习之前一 定要记住以下三点：定要记住以下三点： 1、你、你要相信所有实体结构都能划分六面体网格！要相信所有实体结构都能划分六面体网格！ 2、你、你要要相信自己很聪明！相信自己很聪明！ 3、你要相信你要相信HyperMesh的六面体网格划分功能足够强大的六面体网格划分功能足够强大！ 接下来我们正式开始培训接下来我们正式开始培训 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 内容简介内容简介 u1. HyperMesh六面体网格

3、划分简介六面体网格划分简介 u2. Solids功能讲解功能讲解 u3. 六面体网格划分功能六面体网格划分功能 u4.六面体网格质量检查和调整六面体网格质量检查和调整 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 1. 1. HyperMeshHyperMesh六面体网格划分简介六面体网格划分简介 六面体网格六面体网格划分用到的划分用到的HyperMesh功能惊人地少！功能惊人地少！ 所以，你需要学习和练习的大部分是经验和技巧。所以，你需要学习和练习的大部分是

4、经验和技巧。 六面体网格划分包括两个部分：六面体网格划分包括两个部分： 分块策略 网格划分 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 1. 1. HyperMeshHyperMesh六面体网格划分简介六面体网格划分简介 分块策略：分块策略： 分块策略是六面体网格划分唯一的真正的难点。 分块策略完全取决于你个人对于结构拓扑关系的理解。 对复杂结构的分块能力有差异，没有固定的流程，结果也不唯一。 分块划分顺序主要原则，主要原理是分块划分顺序主要原则，主要原理是

5、从繁到简从繁到简，从内到外从内到外。 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 1. 1. HyperMeshHyperMesh六面体网格划分简介六面体网格划分简介 n网格划分：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。 HyperMesh的网格划分的精华就在面网格面网格。 n面网格由很多划分方法：面网格由很多划分方法： Automesh Ruled Skin 总的说来六面体网格都是从总的说来六面体网格都是从2D

6、网格拉伸得到的！网格拉伸得到的！ 划分过程可以对网格施加很多的控制！划分过程可以对网格施加很多的控制！ Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 1. 1. HyperMeshHyperMesh六面体网格划分简介六面体网格划分简介 n实际划分中常见问题：实际划分中常见问题： 1. 分块策略。分块策略对老手也是难点。 2. 心中已有分块策略，具体实施过程出错，不知道该如何切割几何。这个其实 就是没有掌握好HyperMesh切割几何等基本操作了。 3. 几何块

7、切分好了，在使用solid map划分六面体网格的过程中出错，出错的地 方可能就是不知道solid map 的各个参数该如何正确设置。这时候应该注意查 看左下角状态栏里面的提示信息，一般情况下都能知道错误所发生的原因。 任何学习都应该是从简单到复杂的循序渐进的过程。任何学习都应该是从简单到复杂的循序渐进的过程。 要划分复杂的六面体网格要从简单的模型学起：简单的模型更适合学习原理要划分复杂的六面体网格要从简单的模型学起：简单的模型更适合学习原理 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All ri

8、ghts reserved. 2.2.实体几何功能讲解实体几何功能讲解 几何清理几何清理: Solids需要画六面体网格，首先需要进行一些必要的几何清理。首先检 查几何模型的正确性，清理模型的自由边，重复面；然后去除一些对于分析中 不关键的特征，倒角，小圆孔，翻边等。 六面体建模肯定不能完全模拟出几何模型的特征，这个跟几何模型的复 杂程度相关，越是复杂的模型，建立的六面体网格则越难精确的划分，一方面 是细小特征太多，其次就是模型本身结构复杂，六面体网格难以用合理的拓扑 关系来表达。 所以六面体画网格前期重点工作就是几何清理，一方面去除非关键的局去除非关键的局 部特征部特征；另一方面就是对几何模

9、型拓扑结构必要的简化。 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 2. Solids2. Solids几何功能讲解几何功能讲解 Solid Edit: 几何清理完毕，则可以开始对Solid模型进行切分，将原本很复杂的模型，切 分成很多简单模型集合。这个过程是整个六面体划分过程操作最复杂的部分这个过程是整个六面体划分过程操作最复杂的部分， 主要是靠个人经验和对六面体拓扑关系的理解。 这里没有唯一解！这里没有唯一解！ Copyright 2013 Altair

10、 Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 实体映射划分实体映射划分可映射形状可映射形状 10 Solid Map Solid Map 需要具有可映射形状的实体几何需要具有可映射形状的实体几何 可映射形状的定义为可映射形状的定义为: : 2 个相对面(称为起始面和目标面) 1 个或多个面直接连接着源面和目标面 这些面使得起始面和目标面之间的体成封闭状态 称为“路径面”划分 “Drag direction”: 从源面到目标面的矢量方向 一个体可以在多个方向上具有可映射性 起始面 (Source Fac

11、e) 路径面(Along Faces) 目标面 (Destination Face) 拉伸方向 (Drag Direction) Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 实体几何实体几何3D3D拓扑拓扑 实例实例2 2：拓扑显示相连的实体：拓扑显示相连的实体 11 硬点 可作为点选择 位于边界的终点 实体表面实体表面 可作为表面选择 边界面 绿色 属于实体 分割面 黄色 为两个相连实体共有 边界边界 可作为线被选择 共享边界 绿色 属于一个实体的相邻两个

12、 表面 非重复边 黄色 属于: 一个分割的面或者 2个实体面和多个表面 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 实体几何实体几何创建实体的工具创建实体的工具 导入导入 下拉菜单File Import GeometryFile Import Geometry Toolbar Toolbar 导入几何 HyperMesh 将从支持的实体数据类型中导入实体几何 可以使用split component by body功能把体放到不同的comp里 Solid So

13、lid 面板面板 (Geometry Create SolidsGeometry Create Solids) 创建基本形状的几何实体 正方体/块圆柱体/圆锥体球体圆环体 全体或部分体 Bounding Surfs Bounding Surfs 选择封闭一个体的表面 Drag along Drag along vectorvector将一个截面按照指定的矢量方向进行拉伸 Drag along Drag along normalnormal将一个截面沿着正法线方向进行拉伸 Drag along Drag along line line 沿一条线进行截面拉伸 Spin Spin 沿一个环路进行截面

14、拉伸 12 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Surfaces面板面板 使用多种方法创建表面 可以用来分割一个实体 表面的边必须和实体的边进行合并 Solid Edit 面板面板 Trim with 使用以下方法分割实体成多个实体: Nodes 节点 Lines 线 Planes 平面 Surfaces 表面 Merge 将多个相邻的实体合并成一个 Detach 断开相连的实体 Boolean 高级分割合并操作 Union (Solid A + S

15、olid B) 合并（注意这里有很多选项哦） Intersection (Solid A x Solid B) 保留A,B两个实体的交集部分 Removal (Solid A Solid B) 删除A实体中包含于B实体的部分 Cut (Cut Solid A with Solid B) 用B实体切割A实体 两个实体都保留，但不再相交 13 实体几何实体几何创建实体的工具创建实体的工具 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 实体实体几何几何创建实体的工具

16、创建实体的工具 工具栏工具栏: 14 Geometry Color 按部件颜色、拓扑关系或是否映射来给几何着色 Geometry Shading 设置几何显示为线框模式或阴影模式 Visualization Panel 可视化控制面板: 基于拓扑的边界和面的显示 表面阴影的透明度 硬点的可视化 体透明度的显示虽然不直接解决 你的问题但是却让你感觉清爽 就像你在5A级办公楼办公 和车库里办公一样 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 3. 3. 六面体网

17、格划分功能六面体网格划分功能 - solid Map- solid Map 初始初始2d网格网格 利用点、线、面、网格、节点定义六面体划分体积模型利用点、线、面、网格、节点定义六面体划分体积模型 起始面+路径面或者起始面+ 目标面 2D网格的模式会映射到目标 截面截面 不需要保持恒定 面可以曲率不同 大致三角形或矩形 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 实体映射划分实体映射划分多个实体多个实体 16 做什么: 同时在多个体块上创建六面体-五面体网格划

18、分 每个体块通过实体几何选择来确定 每个体块必须是可映射的形状 在创建实体网格前可以进行结点密度，网 格划分方法，其他划分控制等设置 “Solid Map” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh multi solidsmulti solids Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 实体映射划分实体映射划分其他方法其他方法 17 “Solid Map

19、” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh generalgeneral 这个面板允许你通过已存在的2D单元，基于你输入的参数进行3D网格的划分 使用general 下的子面板可以灵活的使用各种可能的方法控制网格的划分 “Solid Map” “Solid Map” 面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh line dragline drag 使用线拉伸(line drag)子面板先选择2D网格，再选择几何模型的一条线作

20、为映射方向 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 实体映射划分实体映射划分其他方法其他方法 18 “Solid Map” “Solid Map” 面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh linear solidlinear solid 使用线性实体(linear solid)子面板来选择两组已存在的2D网格并互推形成连续的3D网格 “Solid Map” “Solid Map”

21、面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh ends onlyends only 使用 ends only 子面板来选择两个相对的面和原始2D网格，在两个面之间生成3D网格 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 3D 3D 网格划分网格划分其他方法其他方法 19 “Linear Solid” “Linear Solid” 面板面板 Mesh Create Mesh Create

22、3D Elements 3D Elements L Linear 3Dinear 3D linear linear solidsolid 面板允许你在两组平面单元间创建实体单元 “Drag” “Drag” 面板 Mesh Create 3D Elements Mesh Create 3D Elements DragDrag dragdrag 面板可以选中2D网格并将其沿指定方向进行拉伸，生成3D网格。 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 3D 3D

23、网格划分网格划分其他方法其他方法 20 “Line Drag” “Line Drag” 面板面板 Mesh Create Mesh Create 3D Elements 3D Elements Line DragLine Drag line line dragdrag 面板可以将结点、线或单元沿另一条线拉伸来创建单元 “Spin” “Spin” Panel Mesh Create 3D Elements Mesh Create 3D Elements SpinSpin SpinSpin 面板允许你以一个矢量为法线方向旋转一组单元创建圆周状结构单元 Copyright 2013 Altair E

24、ngineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 4. 4. 六面体网格质量检查和调整六面体网格质量检查和调整 在大部分情况下，大量的手工编辑让人沮丧在大部分情况下，大量的手工编辑让人沮丧 所以，用所以，用“facesfaces”工具检查网格连贯性消除网格间隙裂缝工具检查网格连贯性消除网格间隙裂缝 Faces命令自动生成faces component 方便进行Equivalence Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confiden

25、tial. All rights reserved. 4. 4. 六面体网格质量检查和调整六面体网格质量检查和调整 切割六面体单元切割六面体单元 Split panel : hexa elements Has 6 options for pattern: 2 Hexas3 Hexas4 Hexas 2 PentasPenta-HexaHexa-Penta Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 4. 4. 六面体网格质量检查和调整六面体网格质量检查和调整

26、 切割六面体切割六面体单元（注意切割的规则）单元（注意切割的规则） Patterns for splitting are oriented relative to N1-N2 pick Pattern is consistent whether rotating the element or picking different node Example below is penta-hexa option: +0+90 +270+180 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All right

27、s reserved. 总结思考总结思考 还是把六面体网格划分当成一个游戏吧：还是把六面体网格划分当成一个游戏吧： 当你划完一个复杂的六面体网格的时候应该为自己欢呼！当你划完一个复杂的六面体网格的时候应该为自己欢呼！ 当你划完一个复杂的六面体网格的时候别人也会为你而欢呼！当你划完一个复杂的六面体网格的时候别人也会为你而欢呼！ HAPPY HEXMESHING ! Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 你认为培训就这样结束了吗？你认为培训就这样结束了吗？

28、 不，我们才刚刚起跑！ Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Tetra_solid_HexaMesh.hmTetra_solid_HexaMesh.hm 四面体的分块方法 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Cone_HexaMesh.hmCone_HexaMesh.hm 圆锥分块方法 Copyright

29、2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. armbracketarmbracket 用于练习solid map面板 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. curved_areas.hm5curved_areas.hm5 圆角结构的分块方法 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights re