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为了尊重他人的劳动成果,请不要删除本页,否则请不要使用本电子版本! HyperMesh 基础培训教程中文版的问世,目的是为了促进 HyperWorks 系列软件在 国内的推广和应用。该教材是 formyjoysuperalloyASKAedodofreeflyzyxsuni Derek_fea 几位朋友辛勤工作的结果,他们凭着自己一腔热情完成了这项艰巨的工作。 在此向他们表示敬意。同时,在该教材的翻译和校对工作中,得到了美国 Altair 工程软件 中国公司的大力支持,在此也向他们表示感谢。 本电子书的发布已经得到了美国 Altair 工程软件中国公司的允许,请将该电子书仅用 于教学目的。如果您有其它或可能涉及版权问题的目的存在,请不要下载本电子书或立即 将其删除。您在阅读本书的内容时,我们认为您已经阅读并理解了该声明的所有内容。 中国仿真互动 www.simwe.com HyperWorks

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为了尊重他人的劳动成果,请不要删除本页,否则请不要使用本电子版本!

声 明

HyperMesh 基础培训教程中文版的问世,目的是为了促进 HyperWorks系列软件在

国内的推广和应用。该教材是 formyjoy、superalloy、ASKA、edodo、freeflyzyx、suni

和Derek_fea几位朋友辛勤工作的结果,他们凭着自己一腔热情完成了这项艰巨的工作。

在此向他们表示敬意。同时,在该教材的翻译和校对工作中,得到了美国Altair工程软件

中国公司的大力支持,在此也向他们表示感谢。

本电子书的发布已经得到了美国Altair工程软件中国公司的允许,请将该电子书仅用

于教学目的。如果您有其它或可能涉及版权问题的目的存在,请不要下载本电子书或立即

将其删除。您在阅读本书的内容时,我们认为您已经阅读并理解了该声明的所有内容。

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HyperWorks版

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Altair® HyperMesh® 初级培训 第一天

目录 前言 ………………………………………………………………………………………………………......… 4

第一章:HyperMesh简介………………..............…………...........................................…. 5 HyperMesh 窗口界面…………..................................................................………………….................................. 5

图形区 Graphics Area....….....................................................................................................…………………....... 6

表头栏 Header Bar………………………………………………………………………………………………6

主菜单 Main Menu. ……………………………………………………………………………………………...6

鼠标的使用 Using the Mouse ………........................................................................................................................ 6

宏菜单 Macro Menu ……………………………………………………………………………………………..6

练习1.1: 打开数据文件……………………………..……….................................................................................... 7

永久菜单 Permanent Menu..……………...................................................................................….......................... 7

Toggles和switches按钮……………………............................................................................................................ ..9

练习1.2: 显示单元和几何……………………………………………................................................................... ..9

使用模型浏览器控制模型的显示………………………………………............................................................….10

第二级菜单 Secondary Menu .......………….......................................................................................................... 11

菜单项目简介 …………………………………………………………………………………………………. 12

练习1.3: 单元平移 Translating Elements...………………................................................................................... 15

标准和自定义图形 Standard and Performance Graphics.…............................................................................... 17

宏菜单介绍 Macro Menu ……… …………………………………………………………………………….. 18

默认的宏菜单 ………………… ……………......................................................................................................... 19

Files面板……………………… ………………………………………………………………………………...20

Collectors面板 …………………………..............................................................................................................…21

练习1.4: 使用Card面板 …………………………………..................................................................................... 22

默认的HyperMesh文件 …………………............................................................................................................... 23

第二章: 创建有限元分析FEA模型 ………..................................………........................... 25 创建、求解和分析有限元模型 ………………………………........................…….............................................. 25 练习2.1: 提取HyperMesh数据文件 ………………………………...................….............................................. 25

练习2.2: 创建材料集(Material Collectors) .………………………........................................................................ 26

练习2.3: 创建和编辑组件集(Component Collectors) ..............................…………………………………....... 26

练习2.4: 用Spline面板创建2维单元 ……………..…………………………….................................................. 27

练习2.5: 用Line Drag面板创建3维单元 ………………………………………….............................................. 28

练习2.6: 清理模型 ………………………………………..................................................................................... 29

练习2.7: 创建载荷集(Load Collectors)...........................……………………….................................................... 29

练习2.8: 对模型施加约束 …………………………………………..................................................................... 30

练习2.9: 创建力 ……………………………………............................................................................................. 31

练习2.10: 创建载荷步 …………………………………........…........................................................................... 33

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练习2.11: 使用OptiStruct求解器求解 ……………………….. ............................................................................ 35

结果的后处理 …………………………………...................................................................................................... 35 练习2.12: 观看变形后的状态 …………………………………............................................................................ 36

练习2.13: 观看云图 ………………………………………................................................................................... 36

第三章: 几何清理 …………………………….................................................................... 38 Geometry Cleanup面板的功能 ………………………....................................................................................... 38 练习3.1: 读取HyperMesh文件 …………………………………......................................................................... 39

练习3.2: 查看模型 …………………………………… .........................................................................................39

练习3.3: 合并自由边 …………………………………………. ........................................................................... 40

练习3.4: 删除曲面倒角 ……………………………………................................................................................. 41

练习3.5: 生成填充曲面 ……………………………………................................................................................. 42

练习3.6: 压缩(suppress)无必要的细节特征 ........…………………………........................................................42

练习3.7: 寻找和删除孔 ………………………………………............................................................................. 43

练习3.8: 添加固定点(Fixed Points) …………………............................................................................................ 45

Geometry Cleanup面板的功能 ………………………....................................................................................... 46 Edges子面板 ………………………....................................................................................................................... 47

Surfaces子面板 ………………………................................................................................................................... 48

Fixed Points子面板 ………………………............................................................................................................. 48

Defeature面板的功能 ………………………….................................................................................................... 48 Surface Edit / Filler Surface子面板 ………………………................................................................................... 49

第四章: 曲面网格划分 …………………............................................................................. 50 用三角形Tria单元对曲面划分网格 ……………………........................................................................................ 50 练习4.1: 创建Component Collector ……………………………………..…………… .................................... 50

练习4.2: 对模型进行网格自动划分 ………………………................................................................................... 50

检查单元质量 ……………………………….......................................................................................................... 51 练习4.3: 检查单元质量 ………………………………………............................................................................. 51

练习4.4: 检查自由边 ……………………………………..................................................................................... 52

用四面体单元划分实体网格 ………………………………….............................................................................. 52 练习4.5: 创建四面体网格 ………………………………….…............................................................................. 52

练习4.6: 观察模型内部 …………………………………….................................................................................. 52

练习4.7: 删除无必要的component……….………………………….................................................................. 53

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前言

初级培训面向的对象 初级培训课程是为那些没有使用过HyperMesh而希望利用它来掌握有限元分析技术的工程人员设计的。 这一课程包含了如下的内容: HyperMesh的界面介绍、有限元模型处理、几何清理和曲面网格划分。 每一个部分都包含了简单的练习来帮助你熟悉所有提到的新技术。

手册的符号 这本手册使用了下列符号:

courier字体表示你应当用键盘输入的内容 bold italic粗斜体字体表示面板的名称、按键的名称和子面板的名称 非常重要的内容和警告信息会出现在一个注释方框中。

这是一个注释框的例子,重要信息会注释在这里。

这是一个警告框的例子,危险信息会出现在这里。

更多帮助 如果你对这一课程的资料需要其他帮助,你可以看这本手册的背面找到必要的联系方式。 对这本培训手册的意见和建议可以直接发送到[email protected]

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第一章: HyperMesh简介 HyperMesh是一个高性能的有限元前后处理器,用它可以建立有限元和有限差分模型、观察计算结果和进行数据分析。此外,还可以使用Altair公司的软件产品OS/FEA求解器来快速地进行产品性能分析并改进产品的设计。 在计算机辅助工程(CAE)里,HyperMesh是一个很重要的一个工具,下图中是整个CAE的处理过程:

HyperMesh窗口界面 HyperMesh的窗口界面包含五个主要区域:图形区(graphics area)、宏菜单(Macro Menu)、表头栏(header bar)、主菜单(main menu)和永久菜单(Permanent Menu)。此外还可以使用键盘上的功能键进入主菜单的二级菜单。下图是HyperMesh的主界面:

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图形区(Graphics Area) 图形区显示几何、有限元模型、XY曲线图和结果图。

表头栏(Header Bar) 表头栏主要显示当前操作面板名称和模型的状态信息。此外,如果系统有提示信息,这些

信息会暂时覆盖掉面板的名称和状态信息。

主菜单(Main Menu) 主菜单内包括非常多的子菜单,HyperMesh根据其功能不同,将之分成七页: 页面 功能 Geom 线的创建和几何的编辑功能 1D 1维单元的创建和编辑功能 2D 2维的曲面和单元的创建和编辑功能 3D 3维曲面和单元的创建和编辑功能 BCs 边界条件、系统和载荷的创建功能 Tool 模型编辑、模型质量检查和有关模型信息的功能 Post 后处理和绘制xy曲线图的功能

鼠标的操作 鼠标对于HyperMesh的使用是非常重要的,在几乎任何需要用户输入信息的地方都会用到它。在HyperMesh中可以使用双键或者三键鼠标。鼠标的按键有下列功能。 鼠标左键 执行选择操作 鼠标右键 在图形区中执行反向选择并放弃图形操作 鼠标中键 在永久菜单上选择(r)或(a) 进行旋转操作时,在模型中用中键点击

一个节点意味着你选择了一个新的旋转中心 CTRL键+鼠标左键 动态地旋转模型 CTRL键+鼠标中键 对模型的某一区域进行局部放大 CTRL键+鼠标右键 平移模型 此外,用户还可以利用CTRL+C和CTRL+V的组合键来剪切和粘贴数字信息。

宏菜单(Macro Menu) 用户可以在宏菜单区中个性化地设置HyperMesh界面,这种界面可以包含功能键、单选框和文本,用户可以用TCL/TK语言开发HyperMesh支持的宏与上述这些控件相关联。这个宏菜单的默认位置在屏幕的右边,在永久菜单的上方。 宏菜单的显示和可用的操作是由一个宏文件来控制的。而用户可以更改的属性包括:

显示这个菜单的页面 控件中显示的文字

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菜单的位置和大小 在菜单标题栏中显示的帮助信息 调用的宏及其需要的可选参数

练习1.

提取Hyp

1. 从任何一2. 点击单选这个单选框

3. 双击file4. 点击ret5. 点击ret

永久菜

用户可以使

示哪些coll 下面列举出

图形区的的

然,还可以

参考“在线帮助”中的“宏菜单”部分可以获得更多的有关创建和定制

菜单的信息。

1: 打开数据文件

erMesh数据文件

个页面中选择files面板; 按键并选择hm file子面板; 变成白色表示这个files/hm file 子面板已被激活。 =并用浏览器选择bumper.hm这个文件; rieve按钮; urn退出files面板。

单(Permanent Menu) 用永久菜单(Permanent Menu)控制查看模型的视角,控制在图形区中需要显

ectors,设置全局的模型参数并编辑与特定求解器有关的数据。

永久菜单中的模型查看功能菜单,可以通过点击永久菜单上的相应按钮来改变

模型显示,这些功能也可以通过键盘上相同的字母或者加减号按键来实现。当

使用键盘的方向键来旋转模型。

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z (zoom) 放大模型局部,局部放大的部分可以由在图形区中划的圆形来指定。 p (plot) 刷新图形区。

将模型绕屏幕的x和y轴旋转一定角度,该角度是在options/modeling

子面板里设定的。

逐渐地将模型绕屏幕的z轴沿逆时针或者顺时针地旋转。

w (window) 定位xy曲线图的窗口,修改XY轴的比例和窗口标题等。 f (fill) 在图形区中将所显示的collectors的视图最大化。 r (rotate) 动态地将模型绕屏幕的x和y轴进行旋转。如果有鼠标中键,还可以用其

来点击一个节点或者几何点使其成为旋转中心。(但在动画处理或者察看网格的时候是不能选取旋转中心的)

s (slide zoom) 前后移动鼠标动态地将模型放大和缩小。 c (center) 通过选择新的中心传送模型或平移模型。 t (true view) 通过使用局部向量或输入视角的绝对值选择模型视图。 a (arc rotate) 通过点击然后拖动鼠标来动态地旋转模型。如果有鼠标中键,可以用其

点击一个节点或几何点确定旋转中心。(但在动画处理或者察看网格的时候是不能选取旋转中心的)

+ - 从屏幕中心位置放大或缩小一定比例,这一比例是在options/modeling子面板中指定的。

b 返回前一个视图。 view 从一些基本视角显示模型并可以保存和恢复模型的不同视图。 可以使用下面永久菜单中的项目进入一些面板,在这些面板中,可以设定全局参数、定制

界面和控制屏幕显示等。 菜单项 功能和子面板 options 为视图和模型处理定义参数:

modeling 指定几何和模型的容差、显示设定 graphics 设定标准和定制图形模式 menu config 为面板和图形标签设定字体大小,也设定和激活宏

菜单

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colors 设定背景颜色、面板颜色、坐标轴颜色和几何清理 的颜色

page names 用来更改页面名称 postscript 指定后处理的打印选项 Spaceball 为spaceball设定敏感度

card 在Card格式中编辑求解器的特定数据 global 定义全局参数,这些全局参数是可以被不同的面板调用的 help 调用HyperMesh的在线帮助文档 disp 控制在图形区中显示哪些collectors

以一个组件和装配的树状结构示意图来察看HyperMesh模型 vis 控制显示选项。仅当定制图形模式被激活时才可使用。

Toggles和switches按钮 这些关于toggles和switches的图标出现在一些面板和子面板中。

Toggle: 在两个选项之间切换

Switch: 提供一个弹出菜单,其中有很多选项可以选择

练习1.2: 显示单元和几何 在这个练习中,通过使用永久菜单中的display面板打开和关闭单元或几何的显示。

有标记的复选框表示该项处于激活状态,没有标记表示未被激活。

改变屏幕的显示

1. 在永久菜单中,选择disp面板。 2. 点击comps左边的开关(switch,如下图)。

这样就出现了一个弹出菜单列表,列表中列出可以打开或关闭的collector的类型。当将鼠标指针移出弹出菜单以后,这个弹出菜单就关闭了。 3. 从弹出菜单中选择comps以指定要显示的component。一旦选定了comps,弹出菜单就关闭了。 4. 点击elems左边的toggle键切换到geoms,这样几何类型的component就被激活。在上面的图中可以看到toggle键的位置。 一个列表显示了包含几何的component collectors。在mid1_and_lines这个component

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collector前面的复选框中有一个标记,它表示该component的几何现在显示在图形区内。 5. 在mid1_and_lines这个component前的复选框上或者该component的名称上点击鼠标右键,这个复选框中就不再有白色标记了。该component中的几何显示就被关闭。 6. 在永久菜单上点击p刷新图形区。 7. 点击toggle键将其切换到elems。 一个列表显示了包含单元的component collectors。在end1,end2, mid1_and_lines和mid2这些component collector前面的复选框中有一个标记。 8. 在end1和mid1_and_lines这两个component前的复选框上或者其名称上点击鼠标右键,其中就不再有白色标记了。这两个component中的单元显示就被关闭。 9. 在永久菜单上点击p刷新图形区。 10. 在图形区中,点击一个蓝色的单元(在靠近其控制点的地方点击)。单元的控制点是指其质心的那个点。于是相应的在end2之前的那个复选框中的白色标记也消失了。整个end2这个collector的所有单元的显示都被关闭。 11. 在end2这个component前的复选框上或是其名称上点击鼠标左键。复选框中出现了白色标记了。这两个component中的单元显示重新被打开。 12. 点击all这个按钮。所有的component集中的所有单元都被显示出来,相应的复选框里也都有了标记。 13. 点击return退出display面板。

使用模型浏览器控制模型的显示

控制模型的显示属性的另一个方法是使用模型浏览器。通过这个方式,模型的层次展现在

一个树状结构中。component的显示属性,例如颜色、显示类型、名称和当前component等,都可以通过一个菜单来设置。这个菜单可以用鼠标右键点击模型浏览器来激活。

1. 点击永久菜单上的模型浏览器按钮 来激活模型浏览器。

模型浏览器出现在一个新的窗口中。重新设置该窗口的大小或者为其重新定位的过程与原

先的HyperMesh窗口无关。 2. 点击模型浏览器顶部Elems旁边的单选键。 3. 点击对应于某个component的复选框可以控制该component的显示,选中表示打开,去掉表示关闭。 4. 在mid1_and_lines这个component的名称上点击鼠标左键。 环绕这个component名称的蓝色的光标表示它已经被选中了。 5. 点击鼠标右键。 出现一个弹出菜单,这个菜单上有一系列可以应用于这个被选中的component的选项。 6. 选择Make current这个选项。 于是mid1_and_lines这个component的名称变成了粗斜体字母,它表示这个component是当前被激活的component。

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菜单上对这个component可用的选项包括:激活该component使之成为当前component,改变其颜色,改变其显示方式(仅当处于performance图形模式下),以及重命名或者删除该component。 菜单上有些选项是不可用的,这是因为它们不能被用于指定的component。这些不可用的选项包括:在standard和performance这两种图形模式间切换,创建新的装配或组件,或者改变名称的显示模式。要使用这些选项,在模型浏览器的窗口里(但不要在某个特定的

component名称上)点击鼠标右键。 7. 在component列表之外点击鼠标右键,然后在弹出菜单中选择Create new assembly,如果需要可以改变新建装配的名称。 装配是指组件的功能性群组,它被用来组织模型。在模型浏览器中,可以通过拖拽鼠标将

组件添加到一个装配中。 8. 将end1, end2 mid1_and_lines和mid2这些component拖到这个新的装配中。在拖拽过程中,当装配的名称出现高亮度时放开鼠标。 现在,点击这个装配对应的复选框就可以控制整个装配的显示了。同样,点击树状结构上

这个装配前面的减号就可以不显示装配中的组件。 9. 在component列表之外点击鼠标右键,然后从弹出菜单中选择Change graphics mode,再选择performance切换到定制的图形模式。 在performance图形模式中,可以点击component当前显示方式的按钮,随后可以在出现的选项里控制该component的显示方式。同时还可以使用每个component的Change style菜单来控制其显示方式。 10. 点击模型浏览器右上角的小“X”按钮关闭模型浏览器。

第二级菜单 (Secondary Menu) 通过F1到F12以及SHIFT+F1到F12这些功能键,可以调用主菜单的第二级菜单。调用二级菜单时,这些二级功能会暂时中断主面板的功能,但不会影响主面板的所有设置和选择。

当二级功能完成以后,初始的主面板功能就被恢复了。

Altair公司有键盘的模板,它标明了每一个功能键调用的面板。还可以用Tool页面的build menu面板来重新定义功能键的调用功能。

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菜单项目简介 面板可以包含子面板、功能按钮、切换按钮、多选按钮、操作对象选择器、方向选择器、

数据登入区域、输入区域和弹出菜单。每个面板的菜单项目帮助用户指定实现面板功能所

需的设置和输入信息。 在HyperMesh工作区的面板的布置是从左到右分布的。面板的左边包含了许多为操作收集工具的信息,面板的右边是执行操作的执行按键。 在Tool页面中,使用translate面板为例来观察这一部分描述的菜单项目。

操作对象选择器Entity Selector 用户在执行一项功能时,可以用操作对象选择器来指定要被修改的操作对象类型。它可能

有一个switch按钮,但是当执行的功能只针对一种类型的操作对象时,则没有switch按钮。操作对象选择器的按钮是黄色的,当按钮被蓝色的方框包围时,表示这个控件处于激活状

态,可以用它来选择要被处理的操作对象。

在在线帮助中,操作对象选择器是用“input collector”表示的。

方向选择器Direction Selector 用户可以用方向选择器定义一个平面或者方向,定义的方式有多种,例如使用全局的x、y或者z轴,或者使用一个基准点,或者选定一个向量,或者在数据模型上选定一些节点。点击switch按钮打开选择方向的弹出菜单。

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x-, y-, and z-axis 用户可以指定沿着总体坐标系的任一轴的一个方向。 N1, N2, N3 用户可以创建一个用户自己定义的方向。如果选择两个节点N1和

N2,表示定义了一个向量方向,该向量的方向是从基准点N1到N2。如果选择三个节点N1、N2和N3, 表示定义了一个以N1为基准点(除非特别指定)的平面。向量垂直于这个平面,其方向服从右手法则。

Vector 用户可以使用预先存在的向量(可以使用vector面板来创建向量)来

定义一个方向。 base 定义一个方向向量的基准点,该向量的方向沿着一条无限长的直线,

这个方向和这个基准点定义了需要的平面。设想一个平面的镜子定义

了一个垂直于一把尺子的平面。你可以沿着尺子移动这面镜子,基准

点定义了将镜子移动到尺子的哪个位置。 edit 点击这个按钮进入方向选择器的Node Vector Edit面板(如下图)。

在这个面板中,用户可以通过输入节点的值来定义或者编辑N1, N2和N3、和/或者基准点的坐标。

reset 清除所有节点的选择。

在在线帮助中,方向选择器是由“plane and vector collector”表示的。

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输入区域 输入区域被用来输入文本或者数值。输入区域前面有输入类型的描述。

对数值输入区域来说,可以双击这个输入区域并使用HyperMesh的计算器来输入数值。

弹出菜单Pop-up Menus 弹出菜单会显示一些供选择的选项。 用户可以使用扩展的操作对象选择菜单来指定选择当前类型的操作对象的方法。点击操作

对象选择器黄色的数据类型按钮就可以使用这种扩展的菜单。当做出选择后,这个菜单会

自动关闭。 下图是一个扩展操作对象选择菜单的例子。

弹出菜单的另一个例子是view菜单,用户可以用它来指定不同的观看模型方式。HyperMesh立即处理做出的选择,随后等待做出更多选择。这个弹出菜单会保留在屏幕上,直到用户将鼠标指针移动到菜单之外。

功能按键Function Buttons 菜单按键的颜色是与按键的功能对应的:

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绿色 执行一个功能或者一个命令。 红色 退出一个面板或者放弃一条指令。

练习1.3: 单元平移Translating Elements 在这个练习中,学习使用view菜单选择模型的新视角,并使用translate面板将单元沿着一个向量平移。这些技巧经常被用于HyperMesh的建模工作。

调用translate面板

1. 在主菜单上选中Tool旁边的单选项可以进入Tool页面。 2. 点击translate。

用一个不同的视角显示模型

1. 在永久菜单上点击view。 View的弹出菜单就会出现。 2. 在弹出菜单中点击top。 3. 将鼠标指针移出弹出菜单的区域。 View的弹出菜单就会自动关闭。

选定要平移的单元

1. 点击translate面板左上角的操作对象选择器开关 。 出现一个弹出菜单显示出所有可以用translate面板的功能来处理的操作对象类型。此时鼠标指针的位置是在这个弹出菜单的中心。 2. 选择elems就表示指定“elements”作为想要平移的操作对象类型。 当选择elems后,弹出菜单自动关闭。黄色的操作对象选择器按钮会显示“elems”,按钮有一个蓝色的边界表示它当前处于激活状态。 3. 点击elems。 弹出扩展的操作对象选择菜单,此时鼠标指针位于这个弹出菜单的中心。 4. 点击by collector,表示希望通过collector来选择单元。 选择by collector之后,会出现一个所有component collector的列表。 在图形区内,点击一个桔红色的单元。选择这个单元的同时也就选择了包含这个单元的

component collector,在这个例子中就是end1。 被选中的单元立刻就变成白色,同时end1名称前面的复选框中就出现了白色标记。 5. 点击select。 就选择了end1的所有单元,这些就是希望利用translate功能进行修改的单元。 Translate面板再次出现,此时图形区中end1的所有单元显示为白色。

为被选中的单元指定要平移的方向

1. 点击方向选择器开关 。

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一个菜单列出了平移选中操作对象的平面和向量选项的列表。此时鼠标指针位于这个弹出

菜单的中心。 2. 点击N1,N2, N3确定使用N1, N2, N3这个方法。 当选择N1, N2, N3以后,弹出菜单就自动关闭。 3. 点击N1。 N1这个按钮出现了蓝色的边界表明它已被激活。同时在图形区中被选定的单元变成灰色,这是因为此时操作对象选择器不再处于激活状态。 4. 在图形区中点击一个节点node。 图形区中被选中的节点出现一个绿色的圆圈。同时N1按钮上的蓝色边界转移到N2按钮上,表示现在N2已被激活。 5. 在图形区中,点击任意一个节点。 图形区中被选中的节点出现一个蓝色的圆圈。同时N2按钮上的蓝色边界转移到N3按钮上,表示现在N2已被激活,但此时并不指定N3节点。

只选择两个节点为平移方向定义了一个向量。如果选择第三个节点则表示定义一个平面,而平移的方向垂直于这个平面。

6. 在图形区中,在N2节点的蓝色圆圈上点击鼠标右键取消选定。 蓝色的N2节点就消失了,同时N2按钮重新出现了蓝色边界。 7. 在图形区中点击一个不同的节点。 图形区中被选中的节点上出现一个蓝色的圆圈。

测量这个保险杠某一部分的尺寸

1. 在键盘上按下F4功能键暂时中断translate面板并调用distance面板。 Distance面板中的N1按钮上有蓝色边界表示它当前被激活。 2. 点击edit。 出现Node Vector Edit面板。 3. 在图形区中为N1选一个节点。 可以为N1编辑x, y和z坐标。 4. 为N2选定另一个节点。 可以为N2编辑x, y和z坐标。 5. 点击return退出Node Vector Edit面板。 Distance重新出现。节点N1和N2的绝对距离就自动出现在distance =后面的输入框中。 6. 要退出distance面板,点击return。 Translate面板重新出现。在使用distance面板之前选定的单元和N1、N2两个节点仍处于被选定状态。

为选定的单元指定平移距离

1. 双击magnitude =。 出现计算器的弹出菜单。 2. 在计算器菜单中按顺序点击5和0。

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3. 点击计算器菜单中的exit。 计算器的弹出菜单被关闭。在计算器菜单中输入的数值50就出现在magnitude =后面的数据栏中。

平移选定的单元

1. 点击translate +。 这样选定的单元沿着N1-N2向量(这个向量以N1为基准点并穿过N2)的正方向平移了50个单位。 2. 在永久菜单上点击f。 模型根据屏幕自动调整大小达到最大化。 3. 在永久菜单上使用旋转r或者弧度旋转a来旋转模型,观察模型是如何变化的。 4. 点击translate -。 选定的单元沿着N1-N2向量的负方向平移了50个单位。这样单元重新出现在它们初始的位置。 5. 在方向选择器上点击reset。 N1按钮上出现了蓝色边界表明它现在又被激活。 6. 尝试利用N1, N2, N3功能,通过定义一个平面来将选定的单元沿X轴正方向平移。 7. 点击return,退出translate面板。

标准和定制图形(Standard and Performance Graphics) HyperMesh有两个图形驱动器:standard和performance。两者之间的区别如下: HyperMesh的特征 Standard图形驱动模式 Performance图形驱动模式 Vis面板 不可用 仅当处于performance图形模式时,才

可以从永久菜单中调用vis面板来控制

单元的显示特性。 鼠标点击选择的控制点 所有的几何和单元都有选择的控制点。

通过在options/modeling子面板中激

活相应的选项,可以控制几何和单元的

选择控制点在图形区中的显示。

只有1维单元才有选择控制点。

通过在options/modeling子面板中激

活相应的选项,可以控制1维单元的选

择控制点在图形区中的显示。 在图形区中选择节点 直接点击希望选择的节点。 直接点击节点或者按住鼠标左键拖动来

选择。在一个单元的任意位置按住鼠标

左键并拖动鼠标指针直到该单元变亮,

然后将鼠标指针移动到这个单元上靠近

所需要的节点的位置,放开左键。 在图形区中选择几何和

单元 按住鼠标左键将鼠标指针拖动到靠近选

择控制点的地方,当所要选择的线、曲

面或单元变亮时放开左键。

1维单元的选择与standard图形模式中

的选择方式相同。对其他类型的操作对

象,在所要选择的操作对象上的任意位

置,按住鼠标左键并拖动鼠标指针,在

其变亮后放开左键,即表示选定。

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模型显示属性

只能以wireframe模式观看模型。在

hidden line、contour、vector、plot、 deformed、transient和replay面板中,可以通过wireframe和hidden line模式

察看模型。

可在任何情况下以wireframe、hidden

line、hidden line with mesh lines、

hidden line with feature lines和/或者

transparent模式察看模型。

AVI和H3D文件的创建 不可用。 可以创建AVI和H3D文件。 当采用performance图形驱动模式时,有五个单元显示属性可供选择。这些属性的设置是在vis面板中:

wireframe 单元的显示形态为网格线条显示。

hidden line 单元的显示形态为颜色填充,无网格线显示。

hidden line with mesh lines 单元的显示形态为颜色填充,且具有网格线显示。

hidden line with feature lines 单元的显示形态为颜色填充,显示“特征”边,无网格线。

transparent 单元显示为透明。

宏菜单介绍Macro Menu

用户可以在宏菜单区中个性化地设置HyperMesh界面,这种界面可以包含功能键、单选框和文本,用户可以用TCL/TK语言开发HyperMesh支持的宏与上述这些控件相关联。这个宏菜单的默认位置在屏幕的右边,在永久菜单的上方。 宏菜单的显示和可用的操作是由一个宏文件来控制的。而用户可以更改的属性包括:

显示这个菜单的页面 控件中显示的文字 菜单的位置和大小 在菜单标题栏中显示的帮助信息 调用的宏及其需要的可选参数

这些宏所包含的任何有效的命令行文件指令都在*beginmacro()和*endmacro()这两

条指令之间。宏可以接受变量参数,并将它们传递给控件,传递过程中使用$1、$2等参数,指定这些变量参数应被替代的位置。用户可以用*callmacro()命令从一个宏的内部调用

另一个宏,这样可以创建标准的可用宏的组。

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当HyperMesh启动以后,如果在当前主机(只针对UNIX系统)上或者应用程序初始目录下有一个名称为hm.mac的宏文件,则这个文件会自动运行,它定义了宏菜单的属性和内容。

也可以在HyperMesh启动之后再运行一个宏文件,或者从options/menu config面板中确定宏菜单的显示。

虽然宏在很大程度上非常灵活,但应当记住:一旦执行了宏指令,就

不能再取消执行或者拒绝执行的结果。一个宏也不能递归调用其本身。

默认的宏菜单 宏菜单位于图形区的右边。Disp这个宏菜单参见右图。它分为三 个区域:宏、显示和页面。每一个区域都有多个选项。 页面选择按钮位于宏菜单的底部、quit按键的上面。六个预先设 定的按钮分别是QA、Mesh、User1、off、Disp和Geom。每一 个页面都包含不同的工具和宏。 利用这些工具按键,用户可以迅速地执行一些功能,而通常这些 功能的执行需要很多步骤。每一个页面都有自己的工具设置。 在Geom页面上有三个工具: Isolate surf 从一个3维模型中提出一个内部或外部表面层。

这个宏只作用于与选定的曲面附着在一起的曲面。 其它的层和厚度随后被放在一个临时目录里被隐 藏掉。

Washer 将圆周长放大一倍半,随后用这条新线来切分这个曲面。这个功能可以帮助在圆孔周围实现更好的网格质量。

Adj circ pts 在一条内部线上放置三个额外的固定点,然后将这些固定点映射到一条同心的线上。这个功能可以帮助生成高质量的网格。

在QA页面上有12个宏工具,利用它们可以迅速地清理在图形显示区中的网格。其中的8个宏工具可以用来分离出任何不能通过某项单元质量检查的单元。这些宏只显示那些不合

格的单元。检查的门槛值可以在hm.mac文件里更改,其默认值是 Length < 5.0 Jacobian < 0.5 Warpage > 20.0 Aspect Ratio > 5.0 Max Angle Quad > 150.0 Max Angle Tria > 140.0 Min Angle Quad < 20.0 Min Angle Tria < 10.0

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最后可以使用其它四个宏迅速地修改那些不合格的单元。 Find attached 找出所有与当前显示出来的单元(不合格的单元)相连的单元。 Remesh 重新划分选定的单元和与这些单元相连的1~3层单元。重新划分不改

变当前的单元大小,不破坏原有的连接,但使用混合的单元类型。 Smooth 对选定的单元和与这些单元相连的1~3层单元应用smooth算法提高

其质量和外观。 Find between 寻找被两个component同时共享的单元。 Mesh页面上有六个宏: Spotwelds ACMs/CWELD Elems by surf 删除附着在选定的曲面上的面单元。 Remesh 与QA页面上的相同。 Smooth 与QA页面上的相同。 Split warped 处理整个模型,将所有warpage值大于20的四边形单元沿其对角线

拆分为三角形单元。 Disp宏菜单上有很多处理光源和镜像的宏以及以下的控制显示的按钮。可以通过它们用很多方式来改变图形的显示。 Geom 打开或关闭模型中所有的几何。 Elems 打开或关闭模型中所有的单元。 Shrink 将模型中的单元缩小20%。 Gfx 选择模型的显示模式,performance还是standard。 Vis opts 为模型选择拓扑显示模式,有以下四个模式可供选择:

0 标准模式,该模式是最常用的。 1 component颜色模式,模型的边始终与其所属的component的颜色

保持相同,即 使在automesh面板中。 2 拓扑模式,曲面的边的显示取决其连结特性,显示方式与在geom

cleanup面板中相同。. 3 阴影模式,无论当前在哪个面板下都可以用阴影模式来显示模型。

Surf Line 在模型中显示曲面线,可以选择在每个曲面上显示一条、两条、三

条线或不显示线。 Only comps 关闭所有除了componet collector以外的collector。 Mask lines 隐藏掉模型中所有显示出来的线条。 Temp nodes 删除所有显示出来的临时节点。 Macros off 关闭宏菜单。

Files面板 Files面板包含下列子面板: hm file 保存和提取HyperMesh二进制数据文件。除了受操作系统规定的限制以

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外,对HyperMesh数据文件的扩展名没有任何限制。 注意在6.0以下的版本中,不能将一个HyperMesh数据文件提取到另一个HyperMesh数据文件的内部。

import 导入由CAD生成的几何或者有限元模型信息。 可以将一个由CAD生成的几何或者一个有限元信息文件导入到一个HyperMesh数据文件中。

export 将CAD几何或有限元信息编译成指定的分析代码。 编译模板的路径名是/altair/templates/5.0/feoutput/。该路

径名通常被默认地指定在该子面板上template =后面的输入框中。 command 执行一个HyperMesh命令文件。 template 根据采用的分析软件,指定HyperMesh数据的模板。

编译模板的路径名是/altair/templates/5.0/feoutput/。该路

径名通常被默认地指定在该子面板上template file =后面的输入框中。 results 指定结果文件。

除了Altair的OptiStruct的结果文件以外,其它类型的结果文件需要被编译成“HyperMesh语言”才能用HyperMesh来处理。要编译这些结果文件需要使用/altair/translators/5.0/目录里相应的编译器。

要重新设置这些导入、导出或者模板的路径,需要删除整个路径名,然后离开再返回这个面板。

Collectors面板 Collectors面板的功能是,用户可以在这里创建、查看和编辑collectors、card images或者dictionaries。Collectors的作用是储存和管理一些数据,例如几何、单元、单元属性、单元材料、载荷、坐标系和向量等等。HyperMesh有以下七种collector: component 只能储存单元、线条和曲面数据。

注意:单元、线条和曲面不能单独存在,它们只能存在于一个

component collector中。如果事先没有创建一个component collector,HyperMesh会自动为生成的操作对象创建一个,其名称为auto1。

property 只储存在component collector中的单元的属性信息。 Material 只储存在component collector中的单元的材料信息。 load 只储存诸如集中力、压力和约束的载荷信息。

注意:载荷不能单独存在,它们只能存在于一个load collector中。如果你事先没有创建一个load collector,HyperMesh会自动为生成的载荷创建一个,其名称为auto1。

system 只储存坐标系。 vector 只储存向量。 beam section 储存梁截面数据。

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在collectors面板中,如果在files/template子面板或者global面板中定义了模板,就可以为collector选择card images或者dictionaries了。Card images和dictionaries根据所指定的模板保存各种属性数据,这样当输出HyperMesh数据时,这些保存在card images或者dictionaries中的属性数据会被输出到批数据文件中。

练习1.4: 使用Card面板 在这个练习中,使用card面板来查看保险杠模型的特性。首先必须知道这个保险杠模型所使用的模板是HyperMesh的abaqus/standard.3d模板。为查看此模型的属性,需要载入这个模板。

载入模板

1. 从任一菜单页中选择files。 2. 选择template子面板。 3. 双击template file =。 4. 选择abaqus/。 5. 选择standard.3d. 6. 点击return退出files面板。

察看单元的卡片格式

1. 在永久菜单上点击card。 2. 点击操作对象选择器开关并选择elems或者在模型上双击一个单元,两种方法都可以将操作对象选择器改变为elems。 3. 在图形区中选中一个绿色的单元。 4. 点击edit。 这个单元的card image以弹出菜单的形式显示出来。这个card image识别出所选定单元的类型是Abaqus的S4单元,该单元属于mid2这个component collector。同时还显示该单元的ID号。该信息在分析文件中的格式与其在这个card image中的格式是相同的。 5. 点击return退出这个card image。

查看一个组件集(component collector)

1. 将操作对象类型设为comps。 2. 点击comps。 3. 点击end1。 4. 点击select。 5. 点击edit。 end1这个component collector的card image以弹出菜单的形式出现。从card image中可以看到这个collector中的单元厚度都是2个单位,单元的材料都是一种名为steel的材料。该信息在分析文件中的格式与其在这个card image中的格式是相同的。 6. 点击return退出这个card image。

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察看并编辑一个材料集(material collector)

1. 将操作对象类型设置为mats。 2. 点击mats。 3. 点击steel。 4. 点击select。 5. 点击edit。 显示出steel这个材料collector的card image。从card image中可以看到steel材料是各向同性的和弹性的。同时也知道了该材料的弹性模量E和泊松比NU的值。该信息在分析文件中的格式与其在这个card image中的格式是相同的。 6. 点击NU下面的输入框并将数值改为0.28。 7. 点击return退出这个card image,此时HyperMesh已经接受了对steel材料的更改。 8. 点击return退出card面板。

默认的HyperMesh文件 HyperMesh包含或者自动生成一些默认文件,它们包括: hm.cfg 配置文件 command.cmf 命令文件 hmmenu.set 用户界面设置 [feinput translator name].hmx 不支持的有限元数据文件 [feinput translator name].msg 导入文件信息

hm.cfg hm.cfg文件是在启动时被读取的默认配置文件。该文件控制HyperMesh在本地计算机上的运行。可以在该文件中根据要求来编辑命令。如果需要有关这个文件的更多信息,请参

考HyperMesh的在线帮助、User’s Guide中的The HyperMesh Configuration File以及Altair HyperWorks Installation Guide的介质。

command.cmf command.cmf文件是一个标准的ASCII文件,它由HyperMesh来读取和写入。利用命令文件,可以在程序有很多步骤时提取某一个工作段,这样可以减小万一发生系统崩溃产生

的损失。可以在包含很多重复步骤的应用程序中,或者在希望创建示例时使用一个命令文

件。HyperMesh命令处理器执行过的所有命令都被写入command.cmf文件。该文件在启动HyperMesh的目录下自动生成。如果该文件已经存在,新的命令会被附加到已存在文件的后面。如果需要有关这个文件的更多信息,请参考HyperMesh的在线帮助或者User’s Guide中的Commands。

hmmenu.set hmmenu.set文件是一个二进制文件,当退出HyperMesh时该文件会自动更新。个人的hmmenu.set文件保存许多全局参数,它位于启动HyperMesh的那个目录。如果该文件已

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经存在,当又一次运行HyperMesh后会被覆盖掉。当退出HyperMesh程序时,在当前的工作程序中最新的全局参数会被写入该文件。当下一次启动HyperMesh时,它就会使用记录在hmmenu.set文件中的值。如果该文件不存在,在调用HyperMesh时,则使用默认的全局参数。

[feinput translator name].hmx [feinput translator name].hmx文件是一个ASCII码文件。当使用HyperMesh导入一个批数据文件,而该文件含有HyperMesh不支持的card和注释行时,就会生成这个ASCII码文件。所有不被HyperMesh支持的card和注释行都会被写入这个文件。

[feinput translator name].msg [feinput translator name].msg文件是一个ASCII码文件,当HyperMesh导入一个批数据文件时就会生成该文件。它包含有限元导入过程的状态,含有消息、错误和一般

总结信息。

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第二章: 创建一个有限元分析(FEA)模型 创建、求解和分析一个FEA模型 在这一章中,建立一个螺旋形弹簧的模型,其中使用了平面和实体单元,并应用了边界条

件。然后用Altair的OptiStruct求解器对模型进行计算。在本章的最后,用后处理工具察看分析的结果。

Altair的OptiStruct求解器是一个基本的线性静态和特征值分析工具,它可以对一个有限元分析(FEA)模型的结构完整性提供一个初步的评价。如果需要有关OptiStruct的更多信息,点击永久菜单上的help,再点击help topics并依次选择HyperWorks和OptiStruct。

练习2.1: 提取一个HyperMesh数据文件 在这个练习中,提取一个HyperMesh二进制数据文件。此时在当前工作区中的模型会被清除掉,然后HyperMesh才开始提取该文件。

提取HyperMesh数据文件并载入模板

1. 在任一页面中选择files面板。

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2. 选择hm file子面板。 3. 双击file =然后使用文件浏览器选择spring0.hm这个文件。 4. 点击retrieve。 5. 在Confirmation面板上提示说要删除以前的模型,点击yes。 6. 选择template子面板。 7. 双击template file =,用文件浏览器先选择optistruct目录,然后选择optistruct模板。 选择OptiStruct模板后,可以在使用HyperMesh处理模型时定义OptiStuct特有的属性。 8. 点击return退出files面板。

练习2.2: 创建材料集(Material Collectors) spring0.hm这个模型只有一个component collector,而且没有材料collector。在这一步中,创建一个具有低碳钢属性的材料集。 1. 在任何菜单页面上选择collectors面板。 2. 选择create子面板。 3. 将collector的类型设置为mats。 4. 点击name =并输入steel。 5. 将creation method:设置为card image =。 6. 点击card image =并选择MAT1。

OptiStruct模板支持四种材料类型MAT1、MAT2、MAT8和MAT9。这些材料类型对应于相同的NASTRAN材料类型。如果需要更多信息,请参考在线帮助中的OptiStruct/Data Formats部分。

7. 点击create/edit。 这一步就将MAT1这个card image赋给了这个新材料steel。如果某个块里没有值,表示当前相应的项是关闭的。只要点击其标题就可以打开。如果要在这个card image中为一个块输入一个值,点击相应的数据区域,然后输入数字。 8. 点击E,单击数据输入区并输入2.0e5。 9. 点击NU,单击数据输入区并输入0.30。 10. 点击return。

因为只需要做一个静态分析,所以没有必要定义一个密度值。但是,在进行固有模态分析时,密度值就是必要的了。

练习2.3: 创建和编辑组件集(Component Collectors) 在这个练习中,要创建两个component collector。一个只是为了建模的目的,另一个则用来保存分析中用到的实体单元。通过将建模过程中使用的单元放到一个独立的collector中,当模型建完以后,可以很方便地删除这些单元。

为2维单元创建一个component collector

这些2维单元被用来构造这个管状模型的实体单元。

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1. 将collector type:设置为comps。 2. 点击name =并输入shell_elems。 3. 将creation method:设置为no card image。 在这个collector中的单元只是用来建模的。因为在分析中并不使用它们,所以没有必要为它们指定OptiStruct中component的card image。 4. 点击material =并选择steel。 当创建一个component collector时,HyperMesh会要求指定一个材料collector。如果这时没有指定,则HyperMesh会自动创建一个与该component同名的“虚假的”材料collector。为了避免随后不得不删除这个虚假的材料collector,现在就将材料指向现有的steel材料。 5. 点击color并从互动菜单中选择一个颜色。 6. 点击create完成对这个component collector的创建。

为实体单元创建并编辑一个component collector

1. 点击name =并输入solid_elems。 2. 将creation method:设置为card image=。 3. 点击card image =并从弹出菜单中选择PSOLID。 4. 点击material =并选择steel。 5. 点击color并从弹出菜单中选择一个颜色。 6. 点击create来创建这个collector。 因为在PSOLID这个card中没有可以编辑的输入区域,就不用使用create/edit选项了。 7. 点击return退出collectors面板。

将工作保存在spring.ex2.03.hm文件里,参见下面的指导。

将工作保存在一个hm二进制数据文件里

1. 点击files。 2. 选择hm file子面板。 3. 单击file =或者点击文件名的文本框使文本变亮。 4. 输入需要的文件名,例如spring.ex2.03.hm。 5. 点击save。 被保存的文件存在于HyperMesh的起始目录中。

练习2.4: 用Spline面板创建2维单元

设置当前component并创建2维单元

1. 在global面板中点击component =并选择shell_elems。 2. 点击return。 3. 从2D页面中,选择spline面板。 4. 将操作对象类型设置为lines。 5. 点击图中那个圆周的边。

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6. 将曲面创建方法设置为mesh, dele surf。 7. 点击create。 会出现一个信息“Lines appear planar, project to plane?”。 8. 点击yes。 9. 点击set edge to。 10. 点击elem density =并输入14。 11. 点击圆周上原有的网格密度值,这个值变为14。 12. 点击mesh。 圆周上的图形应当符合下图。

13. 点击return接受画出的网格并退出meshing面板。 14. 点击return退出spline面板。

将工作保存到spring.ex2.04.hm文件中。

要保存文件,在任何主面板上点击files选择hm子面板。点击file =后面的文本框并输入文件名,随后点击save。当保存完成后,点击return继续工作。

练习2.5: 用Line Drag面板创建3维单元 在这个练习中,将在前一个练习中创建的平面单元沿着那条螺旋线拖拽。通过这种方式,

可以创建3维的实体单元。

设定当前的component并创建3维单元

1. 在global面板中点击component =并选择solid_elems。 2. 点击return。

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3. 点击宏菜单中的gfx per打开performance图形模式。 4. 在3D页面里选择line drag面板。 5. 选择drag elems子面板。 6. 点击elems并选择displayed。 7. 点击line list将其激活。 8. 在图形区中选择那条螺旋线。 9. 点击切换按钮选择use default vector选项。 10. 点击on drag =并输入120。 这个数字表示沿着螺旋线创建的单元层数。 11. 点击drag。 12. 点击return接受画出的网格。 13. 点击return返回主菜单。

将工作保存为spring.ex2.05.hm。

要保存文件,在任何主面板上点击files选择hm子面板。点击file =后面的文本框并输入文件名,随后点击save。当保存完成后,点击return继续工作。

练习2.6: 清理模型 此时壳单元和几何已经没用了,我们可以从数据文件中删除这两个component collector。 1. 按下F2,或者从Tool页面中选择delete面板。 2. 将操作对象类型设置为comps。 3. 点击comps。 4. 选择geometry和shell_elems这两个collector。 5. 点击select。 6. 点击delete entity。 7. 点击return。

练习2.7: 创建载荷集(Load Collectors) 在这一部分中,创建边界条件的载荷集。对这个模型,要建立两个载荷工况,一个正压力

和一个侧向力。通过将这些力放到相应的载荷集里,可以更方便地定义载荷步的组合并创

建载荷工况。 1. 从任何菜单页面选择collectors面板。 2. 选择create子面板。 3. 将collector type设置为loadcols。 4. 点击name =并输入constraints。 5. 将creation method设置为no card image。 6. 点击color并选择一个颜色。 7. 点击create。 8. 点击name =并输入compression。 9. 点击color并选择一个颜色。

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10. 点击create。 11. 重复上面8-10的步骤创建另一个名为lateral的载荷集。 12. 点击return退出collectors面板。

将工作保存为spring.ex2.07.hm。

练习2.8: 对模型施加约束 在这个练习中,在模型的一端创建约束。在每一个载荷工况下都会使用这些相同的约束。

设置当前的载荷集和视角

1. 在global面板上将load col =设置为constraints。 2. 点击return。 3. 在永久菜单上选择view面板。 4. 选择rear并将模型在y轴正方向的一端放大。 记住放大功能可以通过使用CTRL+鼠标中键来实现。 5. 点击return。

创建约束

1. 在BCs页面上选择constraints面板。 2. 选择create子面板。 3. 点击nodes并选择on plane。 4. 在弹簧这一端面上任意点中三个节点。 这些点将会被用于定义一个平面来寻找其它节点(N1, N2和N3)。(参见下图)

5. 点击tolerance =并输入.01。 6. 切换到plane选项。

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7. 点击select entities。 8. 点击size =并输入30。 9. 点击对应的复选框激活label constraints选项。 10. 激活自由度(dof)1、2和3。 因为这些单元是实体单元,所以自由度4、5和6是没有用的。 11. 点击create就约束了选中的节点。 12. 点击return退出constraints面板。

将工作存为spring.ex2.08.hm。

练习2.9: 创建力 在这个练习中,将两个载荷组应用到弹簧的另一端。其中一组对弹簧施加正压力,而另一

组对弹簧施加“放松的”横向力。

设置当前collector和视角

1. 在global面板中将load col =设置为compression。 2. 点击return。 3. 在永久菜单上选择view面板。 4. 选择front,然后将弹簧在y轴负方向的一端放大。 5. 在永久菜单上或者在键盘上点击向上箭头3次,这样弹簧的这一端就差不多水平了。

创建正压力

1. 在BCs页面上选择forces面板。 2. 选择create子面板。

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3. 点击nodes并选择by window。 4. 环绕模型一端的节点画一个窗口,见下图。 要保证窗口选择项被设置为interior。 5. 点击select entities。 6. 点击nodes并选择save。 随后要在相同的节点上施加侧向力。这一步将当前的节点选择保存在一个缓存中,这样在

接下来的步骤中调用这些节点。

7. 点击最左端的切换键选中global system选项。 8. 点击magnitude =并输入10000.0。 9. 将方向设置为y-axis。 10. 点击最右端的切换键选中magnitude % = 选项。 11. 点击magnitude % =并输入1.0。 12. 点击相应的复选框激活label loads选项。 13. 点击create。

创建侧向力

1. 在global面板中将当前的loadcol设置为lateral。 2. 点击return。 3. 点击nodes并从扩展的选择菜单中选择retrieve。 这一步从剪切板缓存中提取先前选定的弹簧端面上的节点。 4. 将方向设置为N1, N2, N3。这一步可以将力的方向定义成垂直于弹簧端面。 5. 在弹簧的这个端面上任意选择三个节点。 6. 点击create。 定义垂直于该弹簧端面的载荷。这些新的载荷的颜色与在lateral这个load collector中定义的颜色是相同的。

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7. 点击return。

将工作保存为spring.ex2.09.hm。

练习2.10: 创建载荷步 确定边界条件的最后一步就是创建OptiStruct的子工况(HyperMesh中的loadsteps)。要创建三个不同的子工况,一个只承受压载荷,一个只承受侧向载荷,最后一个是两种载荷的

组合工况。在每一种工况下,约束都是有效的。要创建一个组合工况载荷,需要另外创建

一个load collector,其card image使用LOAD。

为压载荷和侧向载荷创建载荷步

1. 在BCs页面上选择load steps面板。 2. 点击name =并输入compression。 3. 点击loadcols并从collector的列表中点击对应的复选框,从中选择constraints和compression。 4. 点击select。 5. 点击create。 6. 点击name =并输入lateral。 7. 点击loadcols并从collector列表中选择constraints和lateral。 8. 点击select。 9. 点击create。 10. 点击return退出load steps面板。

创建一个组合载荷工况

要组合侧向载荷和压载荷,首先要创建另一个load collector,其card image使用LOAD。 当组合这两个载荷collector时,用新的Load collector可以为其指定加权因子。

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1. 从任何菜单页面中选择collectors面板。 2. 选择create子面板。 3. 将collector type设置为loadcols。 4. 点击name =并输入combination。 5. 将creation method设为card image。 6. 点击card image =并从弹出菜单中选择LOAD。 7. 点击create/edit进入card image编辑器。 8. 在card image编辑器中点击LOAD_num_set并将其设为2。 9. 双击黄色的L1(1)按钮并选择compression为第一个载荷collector,随后数字2就会出现在L1(1)那一列。参见下面的注释框了解为什么HyperMesh将这个值输入到这个框中。

点击L1按钮之后,出现了数据文件中载荷集的列表。点击name按钮旁边的开关将collector名称的显示模式设置为name(id)。在显示列表中既显示collector的名称也显示其id号,这样就很容易知道在这个载荷card中指定的是哪个载荷集。载荷card只通过id号来指向载荷集。

10. 双击黄色的L2按钮并选择lateral为第二个载荷collector。 将所有的S区域设置为1.0。载荷collector的加权因子是在对应于Li区域的Si区域中指定的。在这个练习中,我们已经为组合的载荷设置了加权因子,也就是说两个载荷collector在整个组合中的比例是1:1。 11. 点击return退出这个card编辑器,随后点击return退出collectors面板。

为这个组合载荷创建载荷步

1. 在BCs页面里选择load steps面板。 2. 点击name =,输入combination后按下ENTER。 3. 点击loadcols并从collector列表中选择constraints和combination。 4. 点击select。 5. 点击create。 6. 点击return。

将工作保存为spring.ex2.10.hm。

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练习2.11: 使用OptiStruct求解器 无论对哪一种有限元求解器,HyperMesh数据文件中定义的信息必须被写成一种求解器认识的格式。使用files页面中的export子面板来输出模型。在BC’s页面上使用OptiStruct面板启动求解过程时,HyperMesh和OptiStruct会在后台自动处理这个过程。

运行求解器

1. 从BC’s页面中选择OptiStruct面板。 在file =后面的区域中会指定一个默认路径和文件名。在这个练习中,为spring0.fem。如果愿意,可以在file =后面输入别的文件名,但是这个文件的扩展名必须是.fem。 内存的切换器如果指定为默认,则由求解器来管理内存。相反会使用设定的内存量。输出

的切换器可以用来选择输出整个模型或者仅输出当前显示的collector。 2. 点击optistruct启动求解过程。 出现另一个窗口,启动OptiStruct求解器。几秒钟后出现这样的信息:…Processing complete。

此时可以关闭OptiStruct窗口。 OptiStruct在HyperMesh的启动目录里生成了一些文件,这些文件在下面的表中列出: spring.res HyperMesh二进制结果文件。 spring.out OptiStruct的输出文件,它包含下列信息:

文件的设置; 优化问题的设置; 对运行计算所需要的内存和硬盘空间的数量的估计; 每一步优化迭代的信息; 以及计算时间的信息。 察看这个文件可以检查在处理spring.fem文件时出现的警告和错

误信息。

spring.oslog OptiStruct的日志文件,它包含对每一步优化迭代的趋势和规模的计算。

结果的后处理 OptiStruct分析可以为线性静态计算提供位移和应力结果。它还可以直接生成HyperMesh格式的二进制结果文件。如果使用别的分析包(例如NASTRAN、LS-Dyna和ABAQUS等等),求解器的输出文件需要先被编译成HyperMesh的二进制结果文件。这个过程可以在HyperMesh外部用命令行来完成,也可以用solver面板来完成。 生成了结果文件之后,需要在进行后处理之前在files/results面板中指定结果文件。 HyperMesh的结果编译器可以从UNIX系统的命令行(或者在Windows系统中的MS-DOS prompt)执行,或者在HyperMesh内部用BC’s页面的solver面板来执行。无论是哪种方式,语法是一样的。 下面是运行所有的编译器必需的语法。 <HyperMesh translator> [arguments] <inputfile>

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<outputfile> <modelfile>

其中: <HyperMesh translator> 要执行的HyperMesh编译器的名称。 <arguments> 修改编译器执行参数的列表。每一个编译器的列表各

不相同。如果需要一个可行的参数列表,在编译器名称

后面键入-u选项就可以了。 <inputfile> 求解器得到的结果文件。 <outputfile> HyperMesh格式的结果文件。 <modelfile> 在结果数据文件中找到的包含模型的文件。这个特征

在某些HyperMesh编译器中是可用的。如果要知道哪些编译器有这个特征,使用-u选项。

如果没有指定输入和输出文件名,编译器会假定用户希望将结果从标准输入编译到标准输

出。当要编译的结果文件被压缩工具压缩过时,这个功能是很有用的。使用UNIX形式的工具,被压缩的结果文件可以被解压并传递到编译器中,随后编译器的输出可被写入到一

个文件。下面是一个这样的命令的例子: filepress run1.prs | hmnast > run1.res

练习2.12: 观看变形图 如果用HyperMesh中的OptiStruct面板启动OptiStruct求解器,会产生一个HyperMesh二进制结果文件并将其载入HyperMesh。如果使用其它求解器,由结果编译器生成的结果文件需要用files面板中的results来载入。 1. 从Post页面中选择deformed面板。 2. 点击simulation =。 3. 选择COMPRESSION。 4. 点击model units =并输入50。 5. 点击deform。 模型的变形图会叠加在未变形的网格上。那么这个变形的状态与对模型施加的边界条件相

一致吗? 6. 点击linear生成结果的动画显示。 7. 点击return。 8. 将仿真改变为LATERAL。 9. 点击deform。 现在出现的是侧向载荷工况生成的变形图。这与模型和边界条件相一致吗? 10. 点击return。

练习2.13: 观看云图 1. 在Post页面中选择contour面板。 2. 点击simulation =并选择compression。 3. 点击data type =并选择Displacements。 这一列数据类型取决于在计算时要求输出哪些类型的数据。默认情况下OptiStruct会输出

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位移和应力结果。 4. 点击contour。 最大位移值是多少? 模型中最大位移发生在哪里? 上述位移与施加在模型上的边界条件是一致的吗? 5. 点击data type =并选择von Mises Stress。 6. 点击assign。 最大Von Mises应力值是多少? 模型中最大应力发生在哪里? 7. 点击simulation =并选择lateral。 8. 点击assign。 最大Von Mises应力值是多少? 模型中最大应力发生在哪里? 是否与边界条件一致? 9. 使用Contour面板开发其它的组合和数据类型。

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第三章: 几何清理 geometry cleanup和defeature面板用于划分网格前的曲面几何清理。在进行有限元分析计算时,经常遇到的问题有以下几种: 1. 导入曲面数据时,有时存在缝隙、重叠、错位等缺陷,这会影响网格质量。 2. 因为生产的需要,CAD模型中通常会包含某些细微特征,例如曲面和边的倒圆,小孔,进行分析时如果要准确模拟这些特征,需要用到很多小单元,导致求解时间不必要的

过长。 3.边界错位经常引起网格扭曲,导致单元质量不高,求解精度差。 通过消除错位和小孔,压缩相邻曲面之间的边界,消除不必要的细节,就能够提高整个划

分网格的速度和质量,提高计算精度。 edit surface面板的filler surface子面板用于填充曲面之间较大的间隙和空缺。对任意由三个或更多的线、节点或者点定义组成的有限区域,都可以定义一个曲面。

下面是geometry cleanup和defeature面板功能的简要说明。更详细的说明请看本章末尾的Geometry Cleanup 和 Defeature Panel Functions。

geometry cleanup子面板的菜单选择:

cleanup tol 设置在几何清理操作时需要的容差。 visual options 设置曲面显示模式,选择不同类型”edge”和固定点的显示状态。

Geometry Cleanup面板的功能 Edges

Toggle 用鼠标将单个的边从一种类型转化成另一种类型。 Replace 将两条明确定义的自由边合并成一条共享边。 (un)suppress 同时压缩或释放一系列所选的边。 equivalence 将自由边对合并成共享边。

Surfaces find duplicates 查找并删除重合曲面。 organize by feature 按特征组织曲面。 move faces 移动曲面到另一个曲面(合并曲面)。

Fixed Points add 在曲面上从已经存在的自由点或节点上生成固定点。 replace 将两个明确选定的自由点合并成一个。 suppress 从一个曲面上删除一个固定点。

Defeature 面板的功能:

trim lines 取消曲面的裁剪操作。

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pinholes 从曲面内查找并消除孔。 surf fillets 识别和删除相邻曲面的倒角。 edge fillets 识别和删除自由曲面边界的倒圆。 trim intersect 识别和删除自由曲面边界的倒圆,但可手工指定切点。

练习3.1: 读取HyperMesh数据文件 在这个练习中,读取一个二进制的HyperMesh数据文件。该文件用来演示几何清理、特征消除和自动划分网格功能。在导入数据后,改变模型中曲面的颜色并保存。

读取数据文件

1. 选择files 面板。 2. 选择hm file子面板。 3. 双击filename = 并用文件浏览器选择con_rod.hm。 4. 点击retrieve。 5. 点击return。

改变这个collector的颜色

现在模型的几何component是灰色的,对选择线条来说比较困难。因此需要将component的颜色改成其他颜色。 1. 从任意页面选择color 面板。 2. 点击操作对象选择器开关并选择comps。 3. 当comps按钮被激活时(被蓝框包围),选择模型上的任何线或曲面。 4. 点击color并选择color 2(褐色)。 5. 点击set color。 6. 点击return.回到主菜单。

将工作保存为Connecting_Rod3.01.hm。

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练习3.2: 查看模型 这个练习用不同的视图查看模型并确定可能存在问题的区域。

查看曲面边界的状态

1. 从宏菜单中将vis opts模式设为0。 2. 从Geom页面选择geom cleanup面板。 进入geom cleanup面板后,曲面边界根据其状态显示为不同的颜色。自由边(红色)仅属于一个曲面,共享边(绿色)是两个曲面的公共边。被压缩的边(深蓝色的虚线)是自

动划分网格时将被忽略的共享边。非重复边(黄色)则是指由两个以上的曲面共享的边。 3. 用r和a旋转模型。 从模型中观察到一些边是自由边,另一些是共享边,但没有被压缩的边。用visual options面板在不同类型的边之间进行切换。 边的状态显示出模型中一些有问题的区域。自由边表示相邻曲面间可能存在连接问题。这

是因为模型是一个实体的模块,划分网格前所有的边应该是共享的。 4. 在visual options面板中将显示模式从wireframe转换到shaded。 5. 用r和a旋转模型。 6. 观察杆的一边缺少的曲面和孔。划分网格之前这些空隙必须被填满。 7. 观察较小的圆形端顶部和底部的自由点(x’s)。 必须在自由点处放置节点以保证在自动划分网格时后续装配的连接性。 下面的练习将标出每一个存在问题的区域。

练习3.3: 合并自由边 在这个练习中,用edges子面板将模型的自由边转换成共享边。

用equivalence功能合并自由边

1. 选择edges子面板。 2. 选择equivalance子菜单。 3. 点击surfs并在扩展的操作对象选择窗口中选择all。 4. 点击cleanup tol =并输入0.1 5. 点击equivalence。 注意大多数(并非全部的)红色的边变成了绿色。任何公差在0.1个单位范围内的自由边对都合并成一条共享边。

用replace功能合并自由边

1. 选择edges子面板。 2. 选择replace子菜单。 3. 在永久菜单上选择view面板。 4. 选择iso1视图。 5. 在永久菜单上点击Z。

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6. 用鼠标在如下图所示的区域上画一个封闭的圆,放大模型的这个区域。 7. 在retained edge按钮下,点击line激活它。 8. 选取模型中靠上的红线。 选择第一条线后,输入指针自动移动到edge to move按钮下的lines。 9. 选取较低的红线。

10. 点击cleanup tol =并输入0.15。 11. 点击replace。 12. 在永久菜单上点击f 使模型视图适应屏幕尺寸。 13. 点击return回到Main Menu。

合并任何其他的自由边对

1. 选择edges子面板。 2. 用edges子面板中的toggle菜单选择并合并模型中剩下的自由边对。 3. 完成后,仅有的红色边应该是较小的孔和曲面上一侧缺面的边。

将工作存为Connecting_Rod3.03.hm。

练习3.4: 删除曲面倒角 在本练习中,用defeature面板的surf fillet功能来识别和删除曲面倒角。 1. 从geom cleanup面板回到geom页面,再进入defeature面板。 2. 选择surf fillets子面板。 3. 必要时,在面板上将操作对象选择器改成surfs。 4. 点击黄色的surfs框,从弹出菜单上选择displayed。 5. 输入min radius为0.5,max radius为2.0。 6. 点击find fillets,在所选曲面上搜索设定范围内的倒角。 此时,显示出surface fillet功能的第二级面板。该面板包含三个输入选择器,分别为fillets to remove,ignore edge assoc和fillet ends。这三个选择器用于确认或修改曲面边界特

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征的自动选择。有关这些功能更详细的内容请参阅本章末尾。 Fillets to remove 用于选择要删除的倒角曲面。 Ignore edge assoc 用于确定那些计算相切时不考虑其相邻曲面的边。 Fillet ends 确认倒角端部的选择。

7. 点击remove用尖角取代圆形的倒角曲面。 8. 连续点击return回到主菜单。

将工作存为Connecting_Rod3.04.hm。

练习3.5: 生成填充曲面 在这个练习中,创建一个填充曲面替代模型侧面消失的曲面。

识别缺失曲面的四个边

1. 选择geom cleanup子面板,点击edges按钮。 2. 选择(un)suppress子菜单。 3. 点击visual options并选择shaded选项。 4. 在Permanent Menu上,点击view并选择iso 1。 5. 选中模型侧面上缺失曲面外围的四条边。 6. 所有的边选好后,在扩展的操作对象选择窗口中点击lines,再选择save。 这一步把所选择的边放入剪贴板中,允许在其他面板中调入它们。

创建填充曲面

1. 同时按下SHIFT键和F9键,进入surf edit面板。 2. 选择filler surface子面板。 3. 点击操作对象选择器开关,选择lines。 4. 点击lines,进入扩展的操作对象选择窗口。 5. 点击retrieve,提取保存在剪贴板中的四条线。 6. 点击create。 这时会出现一个确认菜单提示" Lines appear planar. Project to plane? "。 7. 点击yes。 8. 点击return回到geom cleanup面板。

将工作存为Connecting_Rod3.05.hm。

练习3.6: 压缩(Suppress)不必要的细节特征 整个模型是将其一半通过x-z平面镜像才产生的。镜像过程会在模型中部沿x轴方向留下一条缝,这是一个不必要的特征。在这个练习中,用move faces、toggle和(un)supress面板来压缩这个特征。 用鼠标单击edges/toggle子菜单可以压缩或释放边。共享的绿色边变成被压缩了的深蓝色

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边。点击一条被压缩的边可以使它重新变回共享边。

使用edges/toggle面板来压缩线

1. 选择edges子面板。 2. 选择toggle子菜单。 3. 沿模型的中心缝隙选取多条共享边。 4. 压缩其中一些边后,通过再次点击将它们改回共享边。 edges/toggle子菜单可以用来将一对红色的自由边合并成一条共享边。但是,自由边一旦被组合,就不能再改成自由边了。 edges/(un)suppress面板用于一次操作中压缩或释放多条线。多条线可以用高亮度显示,也可以使用扩展的操作对象选择窗口。 edges/equivalence面板用于将多对红色自由边合并成共享边。

用edges/(un)suppress面板来压缩线

用edges/toggle,edges/(un)suppress和surfaces/move faces的任何组合(例如在练习3.4中)操作来压缩模型的中心缝隙。完成后,模型应该如下图。

将工作存为Connecting_Rod3.06.hm。

练习3.7: 寻找和删除孔 下面的任务是查找和删除模型上的孔。在删除两个较大的孔之前,必须先删除定义孔壁的

曲面。接下来要查找孔,首先必须知道它们的大概直径。

识别和删除孔

1. 放大横梁上较大孔所在的显示区域,如下页的图。 2. 按F2进入delete面板。

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3. 设定操作对象选择器为surfs。 4. 选定两个较大孔之间定义孔壁的四个曲面。 5. 点击delete entity删除它们。 6. 点击return回到geom-cleanup面板的工作中。

测量孔径

1. 按F4进入distance面板。 2. 放大两个孔中较大的那个孔。 3. 点击N1,按住鼠标左键移动至这个孔的边的附近。

4. 当鼠标指针从一个+变为 时,点中孔的一条边使这条边显示为高亮度,然后再释放

鼠标左键。孔的边仍保持高亮度显示,同时一个节点会出现在线上。 5. 重复这个过程,选取孔另一侧的边(直径对面)。 在点击鼠标时,一个节点产生在高亮度显示的线上。生成了第二个节点后,会自动显示这

两者之间的距离,在这个例子中为10.0个单位。 6. 点击 return。

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7. 在Geom页面中选择defeature面板。 8. 选择pinholes子面板。 9. 点击surfs并在扩展的操作对象选择窗口中选择displayed。 10.点击diameter <并输入10.0。 11.点击find识别曲面内的孔。 横梁曲面上的四个孔被用白色的xP标记。 12. 点击delete删除这四个孔。 13. 点击return。

将工作存为Connecting_Rod3.07.hm。

练习3.8: 添加固定点(Fixed Points) 为保证每个component与其周围component的连接特性,必须在模型中的小圆柱上的特定点的位置上安排节点。因此,需要将曲面中这些位置上的自由点转换成固定点。当自动划

分网格的解算器遇到曲面上的固定点时,它会在这个位置放置一个单元节点。

添加固定点(fixed points)

1. 在Geom页面中选择geom cleanup面板。 2. 选择fixed points子面板。 3. 选择add子菜单。 4. 放大较小圆柱所在的显示区域,如下图所示。

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5. 当surfs被激活时,选取较小圆柱的顶面和底面。 6. 点击操作对象选择器开关并选择points。 7. 当points被激活时,选择all。 8. 设定cleanup tol =为.01。 9. 击add将这些固定点添加到曲面上。 点

将工作存为Connecting_Rod3.08.hm。

Geometry Cleanup面板的功能 在geom cleanup面板内有三个子面板edges,surfaces和fixed points。每个子面板都有三到四个子菜单。 所有面板上都有cleanup tolerance和visual options选项。其中前者用于判断两个曲面的边或两个曲面的顶点是否可以被视为重合。在几何清理操作中,间距在容差(tolerance)范围内的任何两条曲面的边或两个曲面的顶点将被视为重合,随后被合并。 cleanup tol =的值可以在两个地方设定。一个是对其全局值,可以在options/modeling子面板中设定。另一个是局部值,可以在geom cleanup面板中设定,用于特定的几何清理操作。有时,按局部清理容差进行的操作可以被全局清理容差覆盖。 例如,在一个用局部清理容差形成的曲面上进行分离操作之后,因为surface edit面板仅采用全局清理容差,被分离曲面的所有的边都被用全局清理容差重新评估,重新确定它们

的状态。 设定的几何清理容差最大值的合理性与单元大小有关。例如,单元尺寸为30,几何清理的容差应为0.3 (30/100)或0.15 (30/200)。 visual options面板设定曲面的显示模式,打开或关闭曲面的边和固定点的显示。曲面可以用线框或阴影模式来查看。自由边、共享边、非重合边和被压缩边等不同类型的边的显

示可以分别打开或关闭。

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Edges子面板 edges子面板用于消除相邻曲面之间的间隙或重叠。如果曲面有共享边,自动划分网格的功能会在曲面边界上设置共享节点以保证单元的连续性。 子面板中有四个子菜单toggle,replace,(un)suppress和equivalence。 toggle toggle菜单通过单击鼠标左键可以将单条边从一种类型转换成另一种类型。可以将相邻的自由边合并成一条共享边。共享边可被压缩,这时它们对自动划分工具是透明的。被压缩

的边能被恢复成共享边。

一旦一对自由边合并成一条共享边,它们不能再变回自由状态。 replace replace菜单允许通过控制来合并自由边,可以选择某一条边被保留而另外一条边被删除。任何与被删除的边相关连的几何特征被关连到被保留的边上。 (un)suppress (un)suppress菜单允许同时压缩或释放多条边。共享边可以被压缩,而被压缩的边也可以被释放。 equivalence equivalence菜单允许将相邻曲面间的多条自由边合并成共享边。使用这个功能可以利用扩展的操作对象选择窗口。

Surfaces子面板 surfaces子菜单用于查找和删除重合曲面并组织曲面。有三个子菜单find duplicates,organize by feature和move faces。 find duplicates find duplicates菜单用于识别和删除重合曲面。 organize by feature organize by feature菜单在一系列不同参数基础上识别和压缩曲面的共享边。最终结果是对更大曲面的更合理地组合。 move faces move faces 菜单可将多个面缝合到一个已有曲面上或缝合多个曲面形成一个新曲面。

Fixed Points子面板 fixed points子面板用于控制与一个曲面相关联的固定点。有Add,replace和suppress三个下级子菜单。 add add菜单可以在一个曲面上从已有的自由点或节点上生成固定点。划分网格时,自动划分

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的解算器会在任何固定点上面放置单元节点。 replace 使用replace菜单可以删除要被移动的点并将相关的几何数据重新定位到保留的点上。 suppress suppress菜单可压缩不必要的固定点或将他们转换成自由点。

Defe通常,

可以用于

于不同平

析者通常

获得更

该面板

trimlintrimlinRemov上通常

Remov方法,

pinhopinhole孔可以

surfacsurface沿相邻曲

围来确

一旦确定

边和倒

Ignore相邻曲面

自由边

Fillet e环,否

edge edge fi弧角度范

倒圆在

几何定义所需的点不能被压缩。

ature面板的功能 为了制造的目的,设计者会保留一些分析并不需要的细节。defeature面板有许多简化模型几何特征的功能。这些不必要的特征包括裁剪操作,螺栓或铆钉孔,位

面的曲面之间用于圆滑过渡的倒圆,边之间的倒圆。要精确地捕捉这些细节,分

不得不采用一个比需要的尺寸更小的单元。删除这些特征通常能使用较大的单元

好的网格质量,而同时不影响求解的精度。 上有五个子面板: es

es功能可以删除被剪切到曲面内的线。有两种模式可供选择。 e interior trimlines用于消除完全包含在“曲面边界内的”裁剪线。这些线在曲面显示成绿色的共享边。可以选择并删除单个的裁剪线。 e all trim lines将返回到最初的未被裁剪的曲面。根据不同的CAD系统和曲面定义操作的结果也会不同。 les s功能用于查找和删除曲面内的孔。孔根据孔径来识别。一旦确定,孔可以被删除。是任何形状。所给定的直径确定孔跨度的最大距离。 e fillets

fillet用于消除曲面倒圆或两个非共面曲面之间的过渡圆滑曲面。曲面倒圆将被一个面切向延伸的平面替代。通过选择倒圆的轮廓线,或者指定曲面和倒圆半径的范

定倒圆曲面。 了倒圆,会出现一个二级面板,在它上面能清楚地选择要删除的倒圆、相关联的

圆端部。 edge association可以用于确定或修改对边的选择,当计算相切曲面时这些边的几何会被忽略。通常如果相邻曲面与倒圆相比有较大的曲率,或者问题中的边是

,就会用到这个功能。 nds用于确定或者修改倒圆端部。除非一连串的倒圆本身构成了一个复杂的封闭圆则应该至少有两个倒圆端部。 fillets llet用于删除曲面自由边上的任何倒圆。HyperMesh能确定给定圆角半径和最小圆围内的倒圆。边的倒圆将被确定,标明那些投影出方角的切点。一旦确定,边的

被删除前可以被解除选择。

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trim-intersect trim-intersect的功能与edge fillet的功能相似,只是需要通过点击边来确定切点。一旦两个点确定,功能会自动生效。

Surface Edit / Filler Surface子面板 surface edit / filler surface子面板用于从线、节点或固定点生成曲面来填充CAD模型中的孔。通过选择环绕某个区域的三个或更多的线、节点或点,可以创建一个曲面。

大多数面板中,曲面边界按线来处理。

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第四章: 曲面网格划分 automesh 面板用来在现有的曲面上生成网格。划分有两种模式:interactive 和automatic模式。此时模型的显示与在geom cleanup面板中一样,根据它们的状态显示各条边的颜色。为方便起见,一些几何编辑和清除工具被包括在cleanup子面板中。这些工具包括:裁剪曲面和合并被剪裁的曲面,切换直线,裁剪相交和删除边界倒角,以及增

加、删除和替换固定点。

如果你选择interactive方法,可以在选定了曲面并对其进行初始划分后调用automeshing module进行自由网格划分。 automeshing module的子面板包括: density 修改边上的网格密度

algorithm 选择划分网格和使网格平滑的算法

type 选择划分网格类型

biasing 沿着曲面的边在单元密度上应用偏移(biasing) details 对单个曲面的网格参数进行细化控制

check 按照用户的要求检查单元的质量

使用这些面板,可以对网格的划分和生成单元的质量进行更多的控制。

用三角形(Tria)单元进行曲面网格划分 在这个练习中,创建两个没有指定求解器的 component collector并用曲面网格来划分在第三章的练习中被清理过的几何模型。

提取在第三章的练习中生成的connecting_rod.3.8.hm文件。

练习4.1: 创建一个component collector 1. 选择collectors面板。

2. 选择create子面板。

3. 将collector type设置为comps。

4. 点击name=并输入 trias。

5.将creation method设置为no card image。

6. 点击color按钮并从弹出菜单中选择一个颜色。

7. 点击create。

8. 重复上面的步骤创建另一个名为 tetras的collector。使用一个不同的颜色。

9. 点击 return返回到主菜单。

练习4.2: 对模型进行网格自动划分 1. 在global面板里将当前 component collector设置为 trias,然后 return。

2. 在2D页面中选择automesh面板。

3. 选择create mesh子面板。

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4. 将划分方法设定为 interactive(在面板的右侧可以进行切换)。

5. 点击surfs并在扩展的操作对象选择窗口中选择all。

6. 激活reset meshing parameters to的复选框, 覆盖掉原先在options面板里的设置。 7. 点击element size =并输入 5.0。

8. 将单元类型设为 trias。

9. 点击mesh进入automeshing module,并且图形区中显示出了单元的密度。

10. 点击mesh生成初始网格。

初始网格是绿色的,而且显示曲面单元的形状和密度。任何网格控制参数都可以被修改并

重新生成初始网格。在这里,可以点击 return接受已经划分好的单元或者点击 abort放弃已经划分好的网格。

11. 点击 return接受网格划分并返回到automesh面板。

12. 单击 return返回主面板。

将工作保存为Connecting_Rod4.02.hm。

检查单元质量 单元的质量对于分析结果的精度有很大影响。在 HyperMesh中有两种类型的单元质量检查,它们是单元几何(形状)检查和连接性质检查。此外,使用 edges 面板可以识别连续性问题。关于被执行的计算的类型,如果需要更多的细节,可以参考在线帮助里面的

User’s Guide。

在这个练习中,用 check elements 面板来检查练习 4.2 中生成的单元的质量。然后用

edges面板来识别单元中的自由边。

练习4.3: 检查单元质量 1. 在 tool页面中选择check elems面板。

2. 选择2-d子面板。

模型中只包含2维的面单元。

3. 点击 aspect和 skew这两个项目,然后读取出现的标题信息进行检查。(对三角形单元来说,warpage和 jacobian这两项检查是无效的。)

4. 点击 length后面的文本框输入 3.0。

然后用这个新的标准来检查单元的长度。

5. 选择

任何数值域都可以被改变以适合单元质量的标准。

assign plot选项。(打开面板右边save failed下面的开关。)

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6. 再次点击 length,根据边的长度给单元指定颜色。

7. 检查三角形单元的min angle和max angle。

8. 使用connectiviy和duplicate检查重复单元。

9. 点击 return返回主菜单。

练习4.4: 使用Edges面板 1. 在Tool页面中选择edges面板。

2. 在comps激活时,在模型中选择任意一个单元。

3. 点击 find edges。

标题栏中出现这样的信息:“No edges were found. Selected components may enclose a volume.”。

4. 点击 find后面的切换键将其设为T connections。

5. 点击 find edges检查呈现 T形连接的单元。

标题栏中出现这样的信息:“No T-connected edges were found.”。

6. 点击preview equivalence检查等效的节点。

任何距离小于容差的节点被加亮显示。在这个例子中没有这样的节点。

单元的检查已经完成,模型已经准备好,可以开始划分四面体单元。

用四面体单元划分实体 在这个练习中,用四面体(4节点)实体单元来为模型划分网格。四面体划分工具会用有

四个面的四面体单元来填充任何被三角形面单元包围的实体。

练习4.5: 创建四面体网格 1. 点击 retutn返回主面板。

2. 使用global面板将当前的 component collector设为 tetras,然后 return。

3. 在3D页面,选择 tetramesh面板。

4. 选择 tetra mesh子面板。

5. 在 floatable trias下点击comps显示 component collector的列表。

6. 选中模型中的任意一个单元将 component设定为 floatable trias。

注意 trias的复选框在此时处于激活状态。

7. 点击select返回 tetramesh面板。

8. 点击 tetmesh生成四面体网格。

9. 点击 return返回主菜单。

练习4.6: 察看模型内部 1. 如果有必要可以将图形模式改变为performance。

2. 在永久菜单中点击vis。

3. 将 tetras这个 collector的显示模式设为shaded with mesh lines。

4. 在永久菜单中选择view面板。

5. 选择 top。

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6. 点击 return退出visual attribute面板。

7. 按下 F5进入mask面板。

8. 隐藏通过窗口选中一半模型,如下图所示。

9. 点击mask来隐藏选中的单元。

10.旋转模型以看到内部的单元结构。

练习4.7: 删除不必要”Component” 1. 按下F2键进入delete面板。 2. 将操作对象选择器设置为comps。 3. 点击comps显示 component collector的列表。 4. 选择所有不必要的collector(除了 tetra以外),点击它们名字前的复选框。 5. 点击select。 6. 点击delete entity从数据文件中删除所选择的 component collector及其内容。 7. 按下F5返回mask面板。 8. 点击unmask all再次显示那些被隐藏的单元。 在这里,已经完成对这个部件的网格划分。

用check elem/3-D子面板中的 tetracollapse可以对四面体单元进行进一步的检查。结果显示仅有很少一部分单元的质量小于门槛值。所划分的网格的质量是可以接收的。

如果要完成这个分析过程,可以采用下面的步骤:

给单元指定材料的特性

指定边界条件

将模型数据写入求解器的输入文件格式

提交工作并求解

当分析完成后,可以用HyperMesh的后处理模块来编译结果并显示分析的结果。

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