hypermesh10.0中文教程day1

1、Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Altair HyperWorks 10.0HyperMesh介绍介绍 Day 1Insert Instructor Name HereCopyright 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示控制Chap

2、ter 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Copyright 2009 Altair Enginee

3、ring, 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Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Prop

4、rietary 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 rights 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，

5、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 (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)

6、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 Confidenti

7、al. 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 (给实体指定一个名字)T T a a g g s sT 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. P

8、roprietary 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

9、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SymmetriesHandlesDomainsMorph VolumeCopyright 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

10、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UGCATIA (V4 & V5)导入 *.model 文件导入V5 文件要求有 CATIA V

11、5 licensePro/ENGINEER (Wildfire 2.0 & 3.0)导入 *.prt 和 *.asm 文件IGES导入 *.igs / *.iges 文件STEP导入 *.stp 文件Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑修补拓扑修补: 曲面定义曲面定义Fixed point (“曲面顶点曲面顶点”)点与曲面相关联不能移出曲面可以放在曲面的边上或内部用来分离曲面的边网格划分时会在该处放置一个节点Surface edge曲面的

12、边曲面的边线与曲面相关联用于定义曲面的边界不能移出曲面在每端各有一个固定点SurfaceCopyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Automeshing: 什么是拓扑关系什么是拓扑关系拓扑是部件上邻近曲面间的连接关系曲面连接关系是由曲面的边控制的如果曲面的边与1个以上的曲面相连，我们认为这些全面是相连的曲面边界的分类、命名、显示颜色是由它关联的曲面数量决定的自由边（红色）自由边（红色） 只与一个曲面相关联 曲面之间有自由边说明曲面未连接共享边（绿色）共享边

13、（绿色） 与两个曲面相关联 曲面是相连的抑制边（蓝色）抑制边（蓝色） 相当于曲面被合并了T型连接（黄色）型连接（黄色） 三个或三个以上曲面相关联 例如: T型连接的曲面 曲面是相连的Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Topology Repair: Viewing Topology拓扑显示模式是以下一些面板的默认显示模式拓扑显示模式是以下一些面板的默认显示模式 surface edit, quick edit, point edit, edge e

14、dit, autocleanup, 和 automesh也可以从下面的选项中选择几何显示类型也可以从下面的选项中选择几何显示类型Auto默认(在以上提到的面板中用拓扑方式显示)By Comp总是用component的颜色显示By Topo总是用拓扑方式显示几何By 2D Topo用拓扑方式显示2D几何By 3D Topo用拓扑方式显示3D几何Mixed用拓扑方式显示2D/3D几何Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑修补拓扑修补: 察看拓扑关系察看

15、拓扑关系Toolbar 该按钮控制该按钮控制:自由边、共享边、T型连接和抑制边的可见性固定点显示控制曲面的透明程度Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑修补拓扑修补: 概念概念HyperMesh会在导入过程中进行适当的几何修补会在导入过程中进行适当的几何修补一些类型的几何包含面连接关系的信息，这些信息有助于hypermesh进行几何清理。如Catia, UG, ProE等软件生成的几何文件通常导入的几何是一个已经经过适当清理的几何拓扑修补就是修正面

16、与面之间的连接关系错误拓扑修补就是修正面与面之间的连接关系错误可能的错误包括:相邻面未连接重复曲面缺失曲面拓扑修补的目标拓扑修补的目标: 还原几何数据到部件的实际状态Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑修补拓扑修补: 流程流程一般流程如下一般流程如下:判断部件的理想曲面连接应该是怎样的观察当前拓扑显示的颜色 (自由边、共享边、T型连接)找出造成当前拓扑显示颜色的原因使用hypermesh提供的工具快速有效地将连接关系还原到其应有的状态缺失曲面创建

17、例:自由边（对）合并重复曲面删除Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑修补拓扑修补: 工具工具Edge Edit 面板面板Equivalence (一次选择多条边)寻找自由边（对）并合并成共享边Toggle (一次选择一条边)选择一条边与用户指定容差范围内的另一条自由边合并Replace (一次选择一对边)合并两条边可以控制那条边固定那条边移动Point Edit PanelReplace (一次选择一条边)Release replace的反操作D

18、efeature PanelDuplicates 在用户指定的容差范围内检测并删除重复面Surfaces PanelSpline / filler 选择线或曲面的边来重新生成缺失曲面Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑修补拓扑修补: 工具工具Quick Edit 面板（面板（F11）有许多从其他面板集成来的面板目的是减少用户输入及加快编辑速度Unsplit 移除/删除在hypermesh中切割曲面产生的边Toggle 同 edge edit面板;

19、 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 pointRelease point 同 point edit 面板; 必须与曲线关联Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary 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

20、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

21、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 rights reserved. Demo + Do-it-yourselfExercise: Importing and Repairing CAD Geometry Page 59Copyright 2009

22、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

23、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 Confidential. 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

24、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, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 抽中面抽中面: 流程和策略流程和策略1. 得到一个封闭的面组或一个体Midsurface : auto midsurface 要求一个封闭

25、的体如果需要，使用拓扑修理工具2. 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3.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 调整中面4. 察看中面并用中面编辑功能修正错误一般使用 quick editCopyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reser

26、ved. Do-it-yourselfExercise: Generating a Midsurface Page 70Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Defeaturing: What is it?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 filletPinholesEdge f

27、illetsCopyright 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）填掉小孔在中心位置生成一个 fixed pointSurf 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

28、曲面放入不同的componentsCopyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Do-it-yourselfExercise: Removing details from a Midsurface Model Page 75Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: What is it?“Topolog

29、y 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，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 E

30、ngineering, 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AfterBeforeCopyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: 工具工具Edge editToggle 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 editAdd 增加固定点 以控制网格模式沿着e

31、dges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 surfacesTrim with lines 用 lines 切割 surfacesTrim with surfs/plane 用其它 surfaces 或定义一个 plane 切割 surface

32、sCopyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 拓扑细化拓扑细化: 工具工具Quick 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

33、时很有用Toggle 同 edge edit 面板Remove Point 删除选择的 fixed pointCopyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary 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 ed

34、geProject point 同 edge edit 面板Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. 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

35、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. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Do-it-yourselfExercise: Refining Topology to Achieve a Quality Mesh Page 84Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.

36、AutomeshingChecking and Editing MeshBatch MeshingChapter 3: Shell MeshingCopyright 2009 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Cop

37、yright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 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 (

38、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

39、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)5552233两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55522335Copyright 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

40、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55555555443333Suppressed 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

41、接关系用Automesh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 qualityCopyright 2009 Alt

42、air Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Demo + Do-it-yourselfExercise: Meshing a Channel Bracket Page 101Copyright 2009 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. Demo + Do-it-yourselfExercise: Mesh cleanup of a Plastic Cover Page 113Copyright 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