Hypermesh中文自学教程

培训日程及主要培训内容：第一天：HyperMesh基本内容简介 利用HyperMesh建立有限元模型及计算 HyperMesh几何清理功能及网格生成第二天：HyperMesh自动划分网格功能 其它网格生成菜单介绍 后处理功能第1页/共46页第一页，编辑于星期六：点 二十七分。CAD设计建立计算模型解算器求解查看计算结果80CAE基本流程有限元前处理占用80时间HyperMesh是高性能的前后处理软件， 大大缩短CAE的时间及成本HyperMeshPre-Process第2页/共46页第二页，编辑于星期六：点 二十七分。计算结果准确性依赖于网格质量HyperMesh 能够快速自动地生成高质量的网格HyperMesh 提供了网格质量跟踪检查的功能第3页/共46页第三页，编辑于星期六：点 二十七分。HyperMesh具有修改模型的功能 HyperMesh为不同领域提供相应特色流程菜单第4页/共46页第四页，编辑于星期六：点 二十七分。 Chapter1 Introduction to HyperMesh (bumper.hm) 目的：了解目的：了解HM的菜单布局结构的菜单布局结构 学习使用各类菜单操作学习使用各类菜单操作 第5页/共46页第五页，编辑于星期六：点 二十七分。HyperMesh窗口简介（一）第6页/共46页第六页，编辑于星期六：点 二十七分。HyperMesh窗口简介（二）Graphics Area显示几何，模型及曲线显示当前操作状态及当前信息信 息 栏Macro MenuPermanentMenu主 菜 单 区 ：HyperMesh 根 据 菜 单 的 功 能 将 其 分 成 七 页 ：Geom:几何编辑及线生成的功能菜单1D:一维单元的生成及编辑功能菜单2D:二维单元和曲面的生成及编辑功能菜单3D:三维曲面和单元的生成及编辑功能菜单Bcs:施加边界条件，载荷等功能的菜单Tool: 模型编辑及检查功能菜单Post: 后处理及编辑PLOT功能菜单 第7页/共46页第七页，编辑于星期六：点 二十七分。Collector概念介绍几 何 图 形 单 元 网 格 材 料 模 型 载 荷 数 据 特 性 数 据 有限元模型内需要输入不同类型的数据Collector HyperMesh将数据存放在被称为Collector的结构内ComponentComponentMatcollectorLoadcollectorPropterycolloter Collector具有不同的类型，不同类数据应存放在不同类型的Collector内第8页/共46页第八页，编辑于星期六：点 二十七分。 Chapter2 Creating an FEA Model（spring0.hm) 目的：目的：1 学习利用学习利用HyperMesh建立有限元模型建立有限元模型 2 学习如何输出学习如何输出FEM文件递交给求解器进行求解文件递交给求解器进行求解 3 学会利用学会利用HyperMesh后处理功能，查看计算结果（如后处理功能，查看计算结果（如 应力、位移等）应力、位移等） 模型：分析一端约束的弹簧在三种受力条件下的位移情况。模型：分析一端约束的弹簧在三种受力条件下的位移情况。 材料：材料：steel E=2.0e+5 Nu=0.3 边界条件：边界条件： 一端约束，一端受若干种力（一端约束，一端受若干种力（3个工况）个工况） 1 compression 2 lateral 3 comb大小10000大小10000Y方向方向垂直于弹簧端面compression lateral用 load 卡组合单个载荷第9页/共46页第九页，编辑于星期六：点 二十七分。Spring Linear Analysis with Optistruct建立有限元模型有限元求解结果分析第10页/共46页第十页，编辑于星期六：点 二十七分。常规建模流程读入文件（HM,CAD,FEM）建立Mat collectors输入材料参数生成Component几 何 清 理 (Geometry Cleanup)生成2D网格生成3D网格清 理 模 型建立载荷Collectors(Loadcols)添加载荷建立载荷工况利用optistrut解算器求解利用HyperMesh进行后处理设置计算参数输出有限元文件设 置 模 板第11页/共46页第十一页，编辑于星期六：点 二十七分。HyperMesh缺省文件 hm.cfg 内部配置文件 command.cmf 命令文件 hmmenu.set 用户界面配置文件 feinput translator name.hmx 不支持的FEM内容文件 feinput translator name.msg 输入信息文件第12页/共46页第十二页，编辑于星期六：点 二十七分。Chapter3 Geometry Clean Up（con_rod.igs)目的：学习各种几何清理技巧，为网格划分做准备第13页/共46页第十三页，编辑于星期六：点 二十七分。几何清理的基本术语 face surface edge shared edge free edge non-manifolded edge free point fixed point第14页/共46页第十四页，编辑于星期六：点 二十七分。 利用利用defeature清除不必要的细小特征清除不必要的细小特征 孔倒角清除前第15页/共46页第十五页，编辑于星期六：点 二十七分。清除后第16页/共46页第十六页，编辑于星期六：点 二十七分。 Chapter4 网格划分网格划分 目的：学习目的：学习2D、3D单元网格划分单元网格划分 了解各类单元质量检查指标了解各类单元质量检查指标 2D mesh tria3D meshtetraEdgeT-connectionsQuality check 自动 3D单元网格划分(仅限于tetra)清除检查形成封闭的2D mesh 面X第17页/共46页第十七页，编辑于星期六：点 二十七分。2D Element Check单元质量检查第18页/共46页第十八页，编辑于星期六：点 二十七分。1Element length2 Interior Angle3 Aspect Ratio Aspect ratio= maximum side length / minimum side length 第19页/共46页第十九页，编辑于星期六：点 二十七分。4 Skew CTRIA3 Skew Angle SKEW = 90 MIN(a1,a2,a3) a1a3 a2第20页/共46页第二十页，编辑于星期六：点 二十七分。 1 Interior Angle 2 Aspect Ratio 3 Skew Angle 4 Warp Angle 5 Chordal Deviation 6 Jacobian 第21页/共46页第二十一页，编辑于星期六：点 二十七分。CQUAD4 Aspect Ratio 即最大边长于最小边长之比。即最大边长于最小边长之比。 AR =L max/LminL minL max第22页/共46页第二十二页，编辑于星期六：点 二十七分。CQUAD4 Skew Ratio即对应边中点连线的夹角中最小角的余角。即对应边中点连线的夹角中最小角的余角。SA = 90 - MIN(d1, d2)d第23页/共46页第二十三页，编辑于星期六：点 二十七分。CQUAD4 Warp Angle 依次沿对角线将四边形分为两个三角形，寻找这两个三角形所在面构成夹角的最大夹角，该角即为依次沿对角线将四边形分为两个三角形，寻找这两个三角形所在面构成夹角的最大夹角，该角即为Warp Angle 。 WARPAGE = Maxa1,a2 12第24页/共46页第二十四页，编辑于星期六：点 二十七分。CQUAD4 Chordal Deviation 即单元各边中点与该点在对应面上的投影点的距离值。即单元各边中点与该点在对应面上的投影点的距离值。第25页/共46页第二十五页，编辑于星期六：点 二十七分。 Jacobian Ratio 单元内各个积分点单元内各个积分点Jacobian 矩阵值中的最小值与最大值之比。矩阵值中的最小值与最大值之比。the smallest Jacobian matrixJacobian Ratio= the largest Jacobian matrix 第26页/共46页第二十六页，编辑于星期六：点 二十七分。第27页/共46页第二十七页，编辑于星期六：点 二十七分。3D Element Check 第28页/共46页第二十八页，编辑于星期六：点 二十七分。 1 Element Length 2 Tetra Aspect Ratio 3 Volumetric Skew 4 Tetra Collapse第29页/共46页第二十九页，编辑于星期六：点 二十七分。CTETRA Aspect Ratio 即单元内最长边长与最短的高度值之比。即单元内最长边长与最短的高度值之比。 Tetra AR=the length of the longest edge / the length of the shortest altitudeiL maxH min第30页/共46页第三十页，编辑于星期六：点 二十七分。CTETRA Volumetric Skew 对于任意单元，对于任意单元，HyperMesh 假设定义了一个过假设定义了一个过4个顶点的球体，再依照球体的半径，算出一个顶点的球体，再依照球体的半径，算出一个理想的四面体的体积，该体积为个理想的四面体的体积，该体积为V ideal= 8r3/93 。参照理想四面体的体积，按下列公式，。参照理想四面体的体积，按下列公式，计算得到计算得到Volumetric Skew值。值。 volumetric skew =(V ideal V actual)/V ideal V ideal= 8r3/93 Ideal Actual 第31页/共46页第三十一页，编辑于星期六：点 二十七分。 CTETRA Collapse 对于每一个单元，计算各个顶点到对应面的距离值与对应面面积的平方根之比，取其中的最对于每一个单元，计算各个顶点到对应面的距离值与对应面面积的平方根之比，取其中的最小值并除以为小值并除以为1.24 ，即为，即为tet collapse值。值。 tet collapse = MIN ( hi / sqrt(Ai) )/1.24i = 1,2,3,4hiAi第32页/共46页第三十二页，编辑于星期六：点 二十七分。Chapter1 Automeshing（c-channel0.hm)目的：学习使用目的：学习使用automesh 菜单的各项功能菜单的各项功能第33页/共46页第三十三页，编辑于星期六：点 二十七分。Automesh两种网格划分模式automaticinteractiveDensityAlgorithmBiasing DetailsCheck 第34页/共46页第三十四页，编辑于星期六：点 二十七分。 reset meshing parametersinteractive选择 不选择采用当前选择的单元类型、大小等参数划分网格采用对应面上一次选用的参数划分的网格automesh选择 不选择采用当前选择的单元类型、大小等参数划分网格采用对应面上一次选用的参数划分的网格第35页/共46页第三十五页，编辑于星期六：点 二十七分。 Chapter2 :Creating a 2-D Mesh(strut.iges) 目的：目的：学习利用各种不同的方法创建学习利用各种不同的方法创建2D几何和网格。几何和网格。 步骤：步骤：1 创建材料创建材料 mat collectors steel E=2.0E5 NU=0.3 2 创建创建6个个comp collectors 放置放置2D几何和单元几何和单元 放置放置3D单元单元 2D_endA2D_arm2D_endB3D_endA3D_arm3D_endBpsolidCard image 第36页/共46页第三十六页，编辑于星期六：点 二十七分。3 创建创建2D 几何和单元几何和单元Spin旋转中心 被旋转线通过线段扫略构成面第37页/共46页第三十七页，编辑于星期六：点 二十七分。Ruled选择两根端线构成直纹面第38页/共46页第三十八页，编辑于星期六：点 二十七分。Skin选择若干条线构建平面第39页/共46页第三十九页，编辑于星期六：点 二十七分。Spline选择若干条线构成闭合区域以形成面第40页/共46页第四十页，编辑于星期六：点 二十七分。 Chapter3 :Creating a 3-D Mesh 目的：学习利用不同方法，在上题基础上创建目的：学习利用不同方法，在上题基础上创建3D Mesh(Hex) 利用利用face 检查检查3D单元的连接单元的连接 学习压力载荷的施加学习压力载荷的施加第41页/共46页第四十一页，编辑于星期六：点 二十七分。 Linear Solid 在两个相似的网格面之间，创建在两个相似的网格面之间，创建Hex和和Penta单元。两个面上的单元要求具有相同的数量和布局，但是大小和形状单元。两个面上的单元要求具有相同的数量和布局，但是大小和形状可以不同。可以不同。 第42页/共46页第四十二页，编辑于星期六：点 二十七分。 Solid Map利用某一端面的面网格，在定义的几何空间内按照特定要求映射拉伸生成体网格。利用某一端面的面网格，在定义的几何空间内按照特定要求映射拉伸生成体网格。第43页/共46页第四十三页，编辑于星期六：点 二十七分。 Element offset 利用面网格偏移生成体网格，单元的法向作为偏移的方向。利用面网格偏移生成体网格，单元的法向作为偏移的方向。第44页/共46页第四十四页，编辑于星期六：点 二十七分。 Thanks第45页/共46页第四十五页，编辑于星期六：点 二十七分。感谢您的观看。第46页/共46页第四十六页，编辑于星期六：点 二十七分。