HyperMesh基础培训PPT.ppt

1 HyperMesh基础培训培训日程及主要培训内容培训日程及主要培训内容：第一天：第一天：HyperMesh基本内容简介基本内容简介 利用利用HyperMesh建立有限元模型及计算建立有限元模型及计算 HyperMesh几何清理功能及网格生成几何清理功能及网格生成第二天：第二天：HyperMesh自动划分网格功能自动划分网格功能 其它网格生成菜单介绍其它网格生成菜单介绍 后处理功能后处理功能CAD设计设计建立计算模型解算器解算器求解求解查看计算结果查看计算结果80CAE基本流程基本流程有限元前处理占用有限元前处理占用80时间时间HyperMesh是高性能的前后处理软件，是高性能的前后处理软件，大大缩短大大缩短CAE的时间及成本的时间及成本HyperMeshPre-ProcessX计算结果准确性依赖于网格质量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提供了网格质量跟踪检查的功能HyperMesh具有修改模型的功能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为不同领域提供相应特色流程菜单Chapter1 Introduction to HyperMesh(bumper.hm)Chapter1 Introduction to HyperMesh(bumper.hm)目的：了解目的：了解HMHM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 HyperMesh窗口简介（一）窗口简介（一）HyperMesh窗口简介（二）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主主 菜菜 单单 区区：HyperMesh 根根 据据 菜菜 单单 的的 功功 能能 将将 其其 分分 成成 七七 页页：Geom:几何编辑及线生成的功能菜单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模型编辑及检查功能菜单Post:后处理及编辑后处理及编辑PLOT功能菜单功能菜单 Collector概念介绍概念介绍几 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将数据存放在被称为Collector的结构内的结构内ComponentComponentMatcollectorLoadcollectorPropterycolloter Collector具有不同的类型，不同类数据应存放在不同类型的具有不同的类型，不同类数据应存放在不同类型的Collector内内Chapter2 Creating an FEA ModelChapter2 Creating an FEA Model（spring0.hm)spring0.hm)目的：目的：1 1 学习利用学习利用HyperMeshHyperMesh建立有限元模型建立有限元模型 2 2 学习如何输出学习如何输出FEMFEM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 3 学会利用学会利用HyperMeshHyperMesh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+5steel E=2.0e+5 Nu=0.3 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 3个工况）个工况）1 compression 2 lateral 3 comb大小大小10000大小大小10000Y方向方向方向垂直于弹簧端面方向垂直于弹簧端面compression lateral用用 load 卡组合卡组合单个载荷单个载荷Spring Linear Analysis with Optistruct常规建模流程常规建模流程读入文件读入文件（HM,CAD,FEM）建立建立Mat collectors输入材料参数输入材料参数生成生成Component几几 何何 清清 理理(Geometry Cleanup)生成生成2D网格网格生成生成3D网格网格清清 理理 模模 型型建立载荷建立载荷Collectors(Loadcols)添加载荷添加载荷建立载荷工况建立载荷工况利用利用optistrut解算器解算器求解求解利用利用HyperMesh进行后处理进行后处理设置计算参数设置计算参数输出有限元文件输出有限元文件设设 置置 模模 板板HyperMesh缺省文件缺省文件 hm.cfg 内部配置文件内部配置文件 command.cmf 命令文件命令文件 hmmenu.set 用户界面配置文件用户界面配置文件 feinput translator name.hmx 不支持的不支持的FEM内容文件内容文件 feinput translator name.msg 输入信息文件输入信息文件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几何清理的基本术语 face surface edge shared edge free edge non-manifolded edge free point fixed point利用利用defeaturedefeature清除不必要的细小特征清除不必要的细小特征 孔孔倒角倒角清除前清除前清除后清除后Chapter4 Chapter4 网格划分网格划分 目的：学习目的：学习2 2D D、3D3D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 自动自动 3D单元网格划分单元网格划分(仅限于仅限于tetra)清除清除检查检查形成封闭的形成封闭的2D mesh 面面X 2 2D D Element CheckElement CheckCTRIA3 Element CheckCTRIA3 Element CheckCTRIA3 Element CheckCTRIA3 Element CheckCQUAD4 Element CheckCQUAD4 Element CheckCQUAD4 Element CheckCQUAD4 Element Check单元质量检查单元质量检查CTRIA3 Element CheckCTRIA3 Element CheckCTRIA3 Element CheckCTRIA3 Element Check1 1Element lengthElement length2 2 Interior AngleInterior Angle3 Aspect Ratio3 Aspect Ratio Aspect ratio=maximum side length/minimum side length Aspect ratio=maximum side length/minimum side length 4 Skew Skew CTRIA3 Skew Angle CTRIA3 Skew Angle SKEW=90 MIN(a1,a2,a3)SKEW=90 MIN(a1,a2,a3)a1a3 a2CQUAD4 Element CheckCQUAD4 Element CheckCQUAD4 Element CheckCQUAD4 Element Check 1 Interior AngleInterior Angle 2 Aspect Ratio 2 Aspect Ratio 3 Skew Angle 3 Skew Angle 4 Warp Angle 4 Warp Angle 5 Chordal Deviation 5 Chordal Deviation 6 Jacobian 6 Jacobian CQUAD4 Aspect RatioCQUAD4 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/Lmin AR=L max/LminL minL maxCQUAD4 Skew RatioCQUAD4 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(MIN(d1,d2)dCQUAD4 Warp AngleCQUAD4 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，该角即为成夹角的最大夹角，该角即为Warp AngleWarp Angle 。WARPAGE=Maxa1,a2 WARPAGE=Maxa1,a2 12CQUAD4 Chordal DeviationCQUAD4 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。Jacobian RatioJacobian Ratio 单元内各个积分点单元内各个积分点Jacobian 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 3 3D Element Check D Element Check CTETRA Element Check CTETRA Element Check CTETRA Element Check CTETRA Element Check 1 Element LengthElement Length 2 Tetra Aspect Ratio 2 Tetra Aspect Ratio 3 Volumetric Skew 3 Volumetric Skew 4 Tetra Collapse 4 Tetra CollapseCTETRA Aspect RatioCTETRA 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 minCTETRA Volumetric SkewCTETRA Volumetric Skew 对于任意单元，对于任意单元，HyperMesh HyperMesh 假设定义了一个过假设定义了一个过4 4个顶点的球体，再依个顶点的球体，再依照球体的半径，算出一个理想的四面体的体积，该体积为照球体的半径，算出一个理想的四面体的体积，该体积为V ideal=V ideal=8r8r3 3/9/93 3。参照理想四面体的体积，按下列公式，计算得到。参照理想四面体的体积，按下列公式，计算得到Volumetric Volumetric SkewSkew值。值。volumetric skew=(V idealideal V actualactual)/V idealideal V ideal=8r3/93 Ideal Actual CTETRA Collapse 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方根之比，取其中的最小值并除以为1.241.24 ，即为，即为tet collapsetet collapse值。值。tet collapse=MIN(hi/sqrt(Ai)/1.24i=1,2,3,4hiAiDay 2Chapter1 Automeshing（c-channel0.hm)目的：学习使用目的：学习使用automesh automesh 菜单的各项功能菜单的各项功能Automesh两种网格划分模式automaticinteractiveDensityAlgorithmBiasing DetailsCheck 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Chapter2:Creating a 2-D Mesh(strut.iges)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2 2D D几何和网格。几何和网格。步骤：步骤：1 1 创建材料创建材料 mat collectors mat collectors steel E=2.0E5 NU=0.3 steel E=2.0E5 NU=0.3 2 2 创建创建6 6个个comp collectorscomp collectors 放置放置2 2D D几何和单元几何和单元 放置放置3 3D D单元单元 2D_endA2D_arm2D_endB3D_endA3D_arm3D_endBpsolidCard image 3 3 创建创建2 2D D 几何和单元几何和单元SpinSpin旋转中心旋转中心 被旋转线被旋转线通过线段扫略构成面通过线段扫略构成面RuledRuled选择两根端线构成直纹面选择两根端线构成直纹面SkinSkin选择若干条线构建平面选择若干条线构建平面Spline选择若干条线构成选择若干条线构成闭合区域以形成面闭合区域以形成面Chapter3:Creating a 3-D MeshChapter3: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3 3D Mesh(Hex)D Mesh(Hex)利用利用faceface 检查检查3 3D D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Linear SolidLinear 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HexHex和和PentaPenta单元。两个面上的单元要求具有相同的数单元。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。量和布局，但是大小和形状可以不同。Solid MapSolid 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。Element offsetElement 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。Thanks