Hypermesh-中文自学教程

1HyperMesh基础培训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CAD设计建立计算模型解算器求解查看计算结果80％CAE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-ProcessX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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•Chapter1IntroductiontoHyperMesh(bumper.hm)•目的：了解HM的菜单布局结构学习使用各类菜单操作HyperMesh窗口简介（一）HyperMesh窗口简介（二）GraphicsArea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MacroMenuPermanentMenu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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•Chapter2CreatinganFEAModel（spring0.hm)目的：1学习利用HyperMesh建立有限元模型2学习如何输出FEM文件递交给求解器进行求解3学会利用HyperMesh后处理功能，查看计算结果（如应力、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。材料：steelE=2.0e+5Nu=0.3边界条件：一端约束，一端受若干种力（3个工况）1compression2lateral3comb大小10000大小10000Y方向方向垂直于弹簧端面compressionlateral用load卡组合单个载荷SpringLinearAnalysiswithOptistruct建立有限元模型有限元求解结果分析常规建模流程读入文件（HM,CAD,FEM）建立Matcollectors输入材料参数生成Component几何清理(GeometryCleanup)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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•[feinputtranslatorname].hmx不支持的FEM内容文件•[feinputtranslatorname].msg输入信息文件Chapter3GeometryCleanUp（con_rod.igs)目的：学习各种几何清理技巧，为网格划分做准备几何清理的基本术语•face•surface•edge•sharededge•freeedge•non-manifoldededge•freepoint•fixedpoint•利用defeature清除不必要的细小特征孔倒角清除前清除后•Chapter4网格划分目的：学习2D、3D单元网格划分了解各类单元质量检查指标2Dmeshtria3DmeshtetraEdgeT-connectionsQualitycheck自动3D单元网格划分(仅限于tetra)清除检查形成封闭的2Dmesh面X•2DElementCheckCTRIA3ElementCheckCQUAD4ElementCheck单元质量检查CTRIA3ElementCheck1Elementlength2InteriorAngle3AspectRatioAspectratio=maximumsidelength/minimumsidelength4SkewCTRIA3SkewAngleSKEW=90–MIN(a1,a2,a3)a1a3a2CQUAD4ElementCheck1InteriorAngle2AspectRatio3SkewAngle4WarpAngle5ChordalDeviation6JacobianCQUAD4AspectRatio即最大边长于最小边长之比。AR=Lmax/LminLminLmaxCQUAD4SkewRatio即对应边中点连线的夹角中最小角的余角。SA=90-MIN(d1,d2)dCQUAD4WarpAngle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WarpAngle。WARPAGE=Max[a1,a2]α1α2CQUAD4ChordalDeviation•即单元各边中点与该点在对应面上的投影点的距离值。JacobianRatio单元内各个积分点Jacobian矩阵值中的最小值与最大值之比。thesmallestJacobianmatrixJacobianRatio=thelargestJacobianmatrix3DElementCheckCTETRAElementCheck1ElementLength2TetraAspectRatio3VolumetricSkew4TetraCollapseCTETRAAspectRatio即单元内最长边长与最短的高度值之比。TetraAR=thelengthofthelongestedge/thelengthoftheshortestaltitudeiLmaxHminCTETRAVolumetricSkew对于任意单元，HyperMesh假设定义了一个过4个顶点的球体，再依照球体的半径，算出一个理想的四面体的体积，该体积为Videal=8r3/9√3。参照理想四面体的体积，按下列公式，计算得到VolumetricSkew值。volumetricskew=(Videal–Vactual)/VidealVideal=8r3/9√3IdealActualCTETRACollapse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1.24，即为tetcollapse值。tetcollapse=MIN(hi/sqrt(Ai))/1.24i=1,2,3,4hiAiDay2Chapter1Automeshing（c-channel0.hm)目的：学习使用automesh菜单的各项功能Automesh两种网格划分模式automaticinteractiveDensityAlgorithmBiasingDetailsCheckresetmeshingparametersinteractive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•Chapter2:Creatinga2-DMesh(strut.iges)•目的：学习利用各种不同的方法创建2D几何和网格。步骤：1创建材料matcollectorssteelE=2.0E5NU=0.32创建6个compcollectors放置2D几何和单元放置3D单元2D_endA2D_arm2D_endB3D_endA3D_arm3D_endBpsolidCardimage3创建2D几何和单元Spin旋转中心被旋转线通过线段扫略构成面Ruled选择两根端线构成直纹面Skin选择若干条线构建平面Spline选择若干条线构成闭合区域以形成面•Chapter3:Creatinga3-DMesh目的：学习利用不同方法，在上题基础上创建3DMesh(Hex)利用face检查3D单元的连接学习压力载荷的施加•LinearSolid在两个相似的网格面之间，创建Hex和Penta单元。两个面上的单元要求具有相同的数量和布局，但是大小和形状可以不同。•SolidMap•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。•Elementoffset•利用面网格偏移生成体网格，单元的法向作为偏移的方向。•Thanks