HM_PPT_day1_chs

1、Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Altair HyperWorks 10.0 HyperMesh介绍介绍 Day 1 Insert Instructor Name Here Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 新手上路新手上路 打开与保存文件打开与保存文件 面板操作面板操作 模型组织模型组织 显示控制显

2、示控制 Chapter 1: HyperMesh介绍介绍 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 面板面板: 总体布局总体布局 面板经常有子面板 在左边选择相应的项进入子面板 面板一般从左到右依次进行操作 例如： Project / to plane 子面板子面板 1) 操做什么操做什么: 选择一个子面板 进行操作 2) 操作对象是什么操作对象是什么: 选择操作对象 3) 怎么操作怎么操作: 定义操作过程的 参数 4) 操作操作: 执行操作 Copyri

3、ght 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 面板面板: 总体布局总体布局 一些子面板以列方式组织 每一列表示一种不同的操作方法 从上到下完成列的操作 例如: surface edit : trim with surfs/plane 子面板 1) 操做什么操做什么: 选择一个子面板 进行操作 3) 操作对象是操作对象是 什么什么: 选择操作对象 4) 怎么操作怎么操作: 定义操作过程的 参数 5) 操作操作: 执行操作 2) 操作方法操作方法: 在适当的列进 行操作 Co

4、pyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 模型组织模型组织: HyperMesh 实体类型实体类型 几何几何 点点 曲线曲线 曲面曲面 体体 连接（用于建立连接） 有限元模型有限元模型 节点节点 临时节点（用一个小圆圈表示） 单元单元 点点 曲线曲线 曲面曲面 节点节点单元单元 临时节点临时节点 实体实体 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All righ

5、ts reserved. 模型组织模型组织: HyperMesh 实体类型实体类型 有限元载荷有限元载荷 载荷（约束，力，压力等） 约束方程约束方程（节点间的数学关系） 接触接触 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） 约束约束 力力 压力压力 接触面接触面 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 模型组织模型组织: HyperMesh 实体类型实体类型 多体多体 椭球体椭球体 (定义一个刚体形状) 多体平面多体平面 (

6、定义一个刚体形状) 多体连接多体连接(定义两个刚体之间的连接) 安全性分析安全性分析 传感器传感器(定义一个事件启动开关) 控制体积控制体积 (定义气囊) Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 模型组织模型组织: HyperMesh 实体类型实体类型 坐标实体坐标实体 坐标系坐标系（坐标轴） 向量向量 参考实体参考实体 集集（特定类型实体的简单列表） 块块（包含在方盒空间内的实体列表） 一维单元横截面一维单元横截面 梁截面梁截面（用于定义单元属性中的截

7、面属性） 坐标系坐标系 梁截面梁截面 向量向量 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 模型组织模型组织: HyperMesh 实体类型实体类型 绘图绘图 curve曲线(X-Y 数据) plot绘图窗口（带坐标轴的曲线显示） 输出请求输出请求 Loadsteps载荷工况（载荷集的组合 Output blocks输出块输出块 （特定实体的分析输出 请求） 标签标签 Titles曲线标题曲线标题 (给曲线加个标题) Tags实体标贴实体标贴 (给实体指定一

8、个名字) T T a a g g s s T T i i t t l l e e s s 有一条曲线的绘图有一条曲线的绘图 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 模型组织模型组织: HyperMesh 实体类型实体类型 Morphing(网格变形网格变形) Handles 控制柄：控制柄：用于在变形过程中控制模型形状 Domains 域：域：用于把模型分成若干区域 (针对基于domain的morphing) Morph volume 变形体积块：通过体

9、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） Morph constraints 变形约束：控制变形过程中的节点运动变形约束：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对称：强制模型在变形过程中的变形对称 Shapes 形状变量：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变形保存后的模型状态，可在后续过程中提取使用 Symmetries Handles DomainsMorph Volume Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidentia

10、l. All rights reserved. 模型组织模型组织: HyperMesh 实体类型实体类型 优化优化 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 Import Geometry 下拉菜单下拉菜单 Toolbar Geometry工具

11、栏工具栏 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UG CATIA (V4 在容差范围内改变边的类型 Filler surf 选择一条曲面的自由边来重建丢失曲面 Delete surf 同 delete面板 (只针对surfaces) Replace point 同 point edit 面板; 移动/保留 point Release point 同 point edit 面板; 必须与曲线关联 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary

12、 and Confidential. All rights reserved. 拓扑修补拓扑修补: 策略策略 通过模型尺寸和缩放系数通过模型尺寸和缩放系数 确定一个恰当的全局单元尺寸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根据全局单元尺寸确定一个几何清理容差 在 options/geom cleanup、 automesh 和和cleanup面板指定容差面板指定容差 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拓扑显示工具决定哪些

13、部位需要几何清理 使用使用equivalence 工具尽可能一次合并尽量多的自由边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 使用使用toggle 工具挨个处理剩余的自由边工具挨个处理剩余的自由边 如果需要更多控制，使用如果需要更多控制，使用replace工具工具 使用使用find duplicates工具检查重复曲面并删除工具检查重复曲面并删除 使用使用 filler surface 工具创建缺失曲面工具创建缺失曲面 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All righ

14、ts reserved. Demo + Do-it-yourself Exercise: Importing and Repairing CAD Geometry Page 59 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 抽中面抽中面: 介绍介绍 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

15、格直接划分在该面上 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 抽中面抽中面: 工具工具 中面可以使用geom/ midsurface 面板得到 Auto Midsurface 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 Surface Pair 根据选择的两个曲面得到一个中面 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confide

16、ntial. All rights reserved. 抽中面抽中面: 工具工具 中面抽取后可以用midsurface面板中的工具进行修改 Quick Edit 通过修改曲面定点位置修补中面 Assign Target quick edit的扩展, 操作方法类似 Replace Edge 通过合并曲面的边来填充间隙和细长条（slivers ） 同 edge edit 面板 Extend Surface 延伸两曲面（如：筋板）直到相交 View Thickness 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） Copyright 2009 Altair Engineering,

17、 Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 抽中面抽中面: 流程和策略流程和策略 得到一个封闭的面组或一个体 Midsurface : auto midsurface 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 用用midsurface面板生成中面 : auto midsurface 需要更多控制时使用surface pair 子面板 使用midsurface : editing tools

18、 调整中面 察看中面并用中面编辑功能修正错误 一般使用 quick edit Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Do-it-yourself Exercise: Generating a Midsurface Page 70 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Defeaturing: What is i

19、t? 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 Surface fillet Pinholes Edge fillets Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Defeaturing: 工具工具 Geom/Defeature 面板 Pinholes:在曲面上查找封闭的自由边（孔） 填掉小孔 在

20、中心位置生成一个 fixed point Surf Fillets:查找作为其他曲面的圆角的曲面 延伸响应曲面去处圆角 Edge fillets:在曲面上查找圆角 将圆角转化为直角 Duplicates:查找并删除重复曲面 Symmetry:在单个 component查找对称曲面 删除曲面或将曲面放入不同的components Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Do-it-yourself Exercise: Removing details fr

21、om a Midsurface Model Page 75 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: What is it? “Topology refinement” 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，

22、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 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: 例子例子 抑制边 增加边 移除 固定点 增加 固定点 合并 固定点 AfterBefore Copyright 2009

23、 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: 工具工具 Edge edit Toggle 选择一条共享边并抑制 (Un)Suppress 一次选择多条共享边并抑制 Point edit Add 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 Surface edit 包含通过切

24、割包含通过切割surfaces增加增加edges的所有功能的所有功能 增加edges有助于在一个大的区域控制网格模式 Trim with nodes 用node 切割 surfaces Trim with lines 用 lines 切割 surfaces Trim with surfs/plane 用其它 surfaces 或定义一个 plane 切割 surfaces Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: 工具工具 Quick

25、edit 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 Split surf-node: 通过两个nodes之间的一条直线增加一个edge或切割一个surface Split surf-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 . Washer split 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 edge edit 面板 Remove Point 删除选择的 fixed point Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprieta

26、ry and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: 工具工具 Quick edit, 继续继续 Replace point 同 point edit 面板 Add/remove point : point 通过选择位置创建一个新的 Add point: line 沿着edge创建用户指定个数的 固定点 along the selected edge Project point 同 edge edit 面板 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential.

27、 All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: 技巧技巧 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 Check elems 面板, QI 面板等 使用 edge edit :(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：经验之谈： 没有固定的流程可供遵循，孰能生巧！ Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprie

28、tary and Confidential. All rights reserved. Do-it-yourself Exercise: Refining Topology to Achieve a Quality Mesh Page 84 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Automeshing Checking and Editing Mesh Batch Meshing Chapter 3: Shell Meshing Copyright 2

29、009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Automeshing: What is it? automesh面板在已有曲面上创建网格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 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights r

30、eserved. Automeshing: What is “topology”?什么是拓扑？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 Free edge (red)自由边（红色）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 Shared edge (green) 共享边（绿色）共享边（绿色） 与两个曲面相连 被连的两个曲面共边 Suppressed edge (blue) 相当于把曲面进行合并

31、 T-junction edge (yellow) T型连接（黄色）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 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Automeshing: 拓扑如何影响网格拓扑如何影响网格 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edge实际 上是有两列不重合的节点 (图中 将节点分开显示只是为了说明) 5 5

32、5 2 2 3 3 两曲面间的共享边 网格正确连接; 沿着edge的 节点是重合的 划分网格时节点沿 着edge分布 Free edges (red)自由边Shared edges (green)共享边 5 5 5 2 2 3 3 5 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Automeshing:拓扑如何影响网格拓扑如何影响网格 曲面edges控制曲面交界处的网格生成方法: 两个曲面间的抑制边 Edge 被忽略; 节点不再 沿着该edge分布 划分网格

33、时相当与合并了 两个曲面;节点不再沿着该 edge分布 连接3个曲面的边 网格正确连接; 沿着edge的 节点是重合的 划分网格时节点沿着 edge分布 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 3 3 3 3 Suppressed edges (blue)抑制边T-junction edges (yellow)T型连接边 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Automeshing: 流程和策略流程和策略 使用几何清理工具处理曲面连接关系 用Autom

34、esh划分曲面网格 设置想要的大致网格尺寸 使用type（单元形状）（单元形状） 和algorithm（算法）（算法） 设置全局网格（style）模式 修改局部的网格密度以得到更好的网格模式 调整 问题曲面的biasing（偏置），(也可以达到调整网格模式的目的) 使用HyperMesh的 网格编辑工具修复10-20%质量或网格模式较差的单元 90%的单元较好时，不要删除这些网格。保留它并手工修复剩下的10%单元 关键是经验: 练习练习! Goal: get the mesh to be approximately 80-90% good quality Copyright 2009 Alta

35、ir Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Demo + Do-it-yourself Exercise: Meshing a Channel Bracket Page 101 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Demo + Do-it-yourself Exercise: Mesh cleanup of a Plastic Cover Page 1

36、13 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Batch Meshing: 批处理网格划分介绍批处理网格划分介绍 以批处理的模式进行几何清理和automeshing 由于用户的交互最小化，可以大幅度提高划分网格的生产率（特别是对于大型装配 件） 使用criteria 和 parameter 文件决定部件的网格如何划分 单次运行可以划分多个文件的网格 Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Batch Meshing: 流程和要求的输入流程和要求的输入 创建 / 指定 Configurations（配置文件）（配置文件） 结合了 element criteria和geom