六面体网格划分教程2014-2-21

1、Innovation IntelligenceName: Name: XianjunXianjun Fang Fang（方献军）（方献军）HexaHexa Meshing in Meshing in HyperMeshHyperMeshThe 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面体网格可

2、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六面体网格划分简介六面体网格划分简

3、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经验和技巧。六面体网格划分包括两个部分

4、：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，主要原理是从繁到简从繁到简，从内到外从内到外。Copyright 2

5、013 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：AutomeshRuledSkin 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

6、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s

7、olid 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 rights 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

8、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型拓扑结构必要的简化。Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprieta

9、ry 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 Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved

10、.实体映射划分实体映射划分可映射形状可映射形状10Solid 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 Face)路径面(Along Faces)目标面(Destination Face)拉伸方向(Drag Direction)Copyright 2013 Altai

11、r 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 r

12、ights 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 GeometryToolbar 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 Solid 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 Surf

13、s 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拉伸12Copyright 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

14、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 + Solid 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)

15、 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

16、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 Copyrig

17、ht 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 solidsCo

18、pyright 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” “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

19、” 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

20、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” 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

21、. 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 3D Elements 3D Elements L Linear 3Dinear 3Dlinear 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 DragDragdragdrag 面板可以选中2D网格并将其沿指定方向进行拉伸，生成3

22、D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20“Line Drag” “Line Drag” 面板面板 Mesh Create Mesh Create 3D Elements 3D Elements Line DragLine Dragline 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

23、Mesh Create 3D Elements SpinSpinSpinSpin 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 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

24、component方便进行EquivalenceCopyright 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 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 Hexas2 PentasPenta-HexaHexa-PentaCopyright 2013 Altair Engineering, In

25、c. 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 pickPattern is consistent whether rotating the element or picking different nodeExample below is penta-hexa option:+0+90+270+180Co

26、pyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights 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！HAPPYHEXMESHING!Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprie

27、tary 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？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 rig

28、hts reserved.Cone_HexaMesh.hmCone_HexaMesh.hm圆锥分块方法Copyright 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 reserv