hypermesh基础培训1剖析课件.ppt

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1、Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.HyperWorks基础培训（一）基础培训（一）HyperMesh简介及几何清理简介及几何清理Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Agenda培训时间培训时间培训内容培训内容7.22（周五）晚（周五）晚6：30-8：00HyperMesh简介及几何清理简介及几何清理7.26（周二）晚（周

2、二）晚6：00-7：30HyperMesh 1D/2D/D单元网格划分单元网格划分7.29（周五）晚（周五）晚6：00-7：30HyperMesh网格质量检查、有限元分析模型的建立网格质量检查、有限元分析模型的建立8.01（周一）晚（周一）晚6：00-7：30OptiStruct/Radioss静力分析、模态分析、结构优静力分析、模态分析、结构优化及化及HyperView简介简介说明：说明：说明：说明：1 1、软件版本：、软件版本：、软件版本：、软件版本：HyperWorks10.0HyperWorks10.0；2 2、每次培训后会有相应的练习，希望各位同学都能完成；、每次培训后会有相应的练习

3、，希望各位同学都能完成；、每次培训后会有相应的练习，希望各位同学都能完成；、每次培训后会有相应的练习，希望各位同学都能完成；3 3、主要参考书：、主要参考书：、主要参考书：、主要参考书：基于基于基于基于HyperWorksHyperWorks的结构优化设计技术的结构优化设计技术的结构优化设计技术的结构优化设计技术 张胜张胜张胜张胜 兰，郑冬黎等编著兰，郑冬黎等编著兰，郑冬黎等编著兰，郑冬黎等编著 机械工业出版社；机械工业出版社；机械工业出版社；机械工业出版社；4 4、主要面向人员：硕士研究生及、主要面向人员：硕士研究生及、主要面向人员：硕士研究生及、主要面向人员：硕士研究生及0808级本科生。

4、级本科生。级本科生。级本科生。Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.HyperWorks有限元分析的主要步骤：有限元分析的主要步骤：读入文件读入文件（HM,CAD,FEM）建立材料卡片建立材料卡片（Mat Collectors）建立几何及单元集建立几何及单元集（Component）几几 何何 清清 理理(Geometry Cleanup)划分单元划分单元（1D/2D/3D）单元检查与优化单元检查与优化（Check Elems/Quality Indes）建立载

5、荷集建立载荷集(Load Collectors)施加载荷施加载荷（Forces/Constrains/pressure）建立载荷工况建立载荷工况（Load Step）利用利用Optistrut/RADIOSS解算器求解解算器求解利用利用HyperMesh/HyperView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（TEM PLATE）Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.主要内容主要内容1HyperMesh

6、简介简介2几何清理几何清理Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.一、一、HyperMesh简介简介1.模型组织模型组织2.显示控制显示控制3.帮助帮助HelpCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.HyperMesh简介简介窗口界面窗口界面Tab Area标签域Toolbars工具栏Panel面板Menu Pages页面菜单Pu

7、ll Down Menus下拉菜单Graphics Area图形区图形区Main Menu主菜单主菜单Status Bar状态栏状态栏Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.面板面板:总体布局总体布局面板经常有子面板面板经常有子面板在左边选择相应的项进入子面板在左边选择相应的项进入子面板面板一般从左到右依次进行操作面板一般从左到右依次进行操作例如：例如：Project/to plane 子面板子面板1)操做什么操做什么:选择一个子面板进行操作2)操作对象是什么操

8、作对象是什么:选择操作对象3)怎么操作怎么操作:定义操作过程的参数4)操作操作:执行操作Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.模型组织模型组织:HyperMesh 实体类型实体类型几何几何点点曲线曲线曲面曲面体体连接（用于建立连接）有限元模型有限元模型节点节点临时节点（用一个小圆圈表示）单元单元点点曲线曲线曲面曲面节点节点单元单元临时节点临时节点实体实体Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and

9、Confidential.All rights reserved.模型组织模型组织:HyperMesh 实体类型实体类型有限元载荷有限元载荷载荷（约束，力，压力等）约束方程约束方程（节点间的数学关系）接触接触组（定义实体间的接触）接触面（定义接触中作为主面或从节点的一系列实体）约束约束力力压力压力接触面接触面Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.模型组织模型组织:HyperMesh 实体类型实体类型多体多体椭球体椭球体(定义一个刚体形状)多体平面多体平面(定义

10、一个刚体形状)多体连接多体连接(定义两个刚体之间的连接)安全性分析安全性分析传感器传感器(定义一个事件启动开关)控制体积控制体积(定义气囊)Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.模型组织模型组织:HyperMesh 实体类型实体类型坐标实体坐标实体坐标系坐标系（坐标轴）向量向量参考实体参考实体集集（特定类型实体的简单列表）块块（包含在方盒空间内的实体列表）一维单元横截面一维单元横截面梁截面梁截面（用于定义单元属性中的截面属性）坐标系坐标系梁截面梁截面向量向量C

11、opyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.模型组织模型组织:HyperMesh 实体类型实体类型绘图绘图curve曲线(X-Y 数据)plot绘图窗口（带坐标轴的曲线显示）输出请求输出请求Loadsteps载荷工况（载荷集的组合Output blocks输出块输出块（特定实体的分析输出请求）标签标签Titles曲线标题曲线标题(给曲线加个标题)Tags实体标贴实体标贴(给实体指定一个名字)T T a a g g s sT T i i t t l l e e s s有

12、一条曲线的绘图有一条曲线的绘图Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.模型组织模型组织:HyperMesh 实体类型实体类型Morphing(网格变形网格变形)Handles 控制柄：控制柄：用于在变形过程中控制模型形状Domains 域：域：用于把模型分成若干区域(针对基于domain的morphing)Morph volume 变形体积块：通过体积块的变形控制体积块内网格的变形（针对基于体积块的变形）Morph constraints 变形约束：控制变形过程

13、中的节点运动变形约束：控制变形过程中的节点运动 Symmetries 对称：强制模型在变形过程中的变形对称对称：强制模型在变形过程中的变形对称Shapes 形状变量：形状变量：变形保存后的模型状态，可在后续过程中提取使用变形保存后的模型状态，可在后续过程中提取使用SymmetriesHandlesDomainsMorph VolumeCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.模型组织模型组织:HyperMesh 实体类型实体类型优化优化Designvars 设计变

14、量：优化过程中可变的量设计变量：优化过程中可变的量(例如：厚度例如：厚度)Objectives 目标函数：取最大（最小）值的响应目标函数：取最大（最小）值的响应。例如：重量。例如：重量Opticonstraints 约束条件：束条件：(例如：例如：冯米米赛斯斯应力力 HyperMesh,OptiStruct and Batch MesherIf accessed while on main menu,help will open the contentsIf accessed while in a panel,help will open directly to the help for th

15、at panelTypes of information:How to use individual functionsNotes on interfacing HyperMesh with external data typesTutorialsProgramming guidesOrganized by productHyperMesh简介简介helpCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Do-it-yourselfExercise（一）（一）:1.熟悉熟

16、悉Help：能熟练找出相关面板和例子在：能熟练找出相关面板和例子在Help的位置；的位置；2.在在Help里找出工具栏各按钮所在位置，熟悉各按钮的功里找出工具栏各按钮所在位置，熟悉各按钮的功能，能，P23-26；3.例子：例子：HyperMesh入门示例，入门示例，P27-42，（最好参考，（最好参考Help里的示例做）。里的示例做）。Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.二、几何清理二、几何清理1.删多余，补缺失（拓扑修复）删多余，补缺失（拓扑修复）2.抽中

17、面，略细节（创建中面，几何模型简抽中面，略细节（创建中面，几何模型简化）化）3.规整化，提质量（改善几何模型的拓扑结规整化，提质量（改善几何模型的拓扑结构）构）Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Topology Repair:Importing Geometry导入几何导入几何:Files Import Geometry 下拉菜单下拉菜单Toolbar Geometry工具栏工具栏支持的常用文件格式支持的常用文件格式:Unigraphics(NX2,NX3

18、,NX4,NX5)UG 部件浏览器部件浏览器导入导入*.prt 文件文件要求安装要求安装UGCATIA(V4&V5)导入导入*.model 文件文件导入导入V5 文件要求有文件要求有 CATIA V5 licensePro/ENGINEER(Wildfire 2.0&3.0)导入导入*.prt 和和*.asm 文件文件IGES导入导入*.igs/*.iges 文件文件STEP导入导入*.stp 文件文件Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.补缺失，删多余（拓扑

19、修复）补缺失，删多余（拓扑修复）:曲面定义曲面定义Fixed point (“曲面顶点曲面顶点”)点与曲面相关联不能移出曲面可以放在曲面的边上或内部可以放在曲面的边上或内部用来分离曲面的边网格划分时会在该处放置一个节点网格划分时会在该处放置一个节点Surface edge曲面的边曲面的边线与曲面相关联用于定义曲面的边界不能移出曲面在每端各有一个固定点网格划分时会在该处放置节点网格划分时会在该处放置节点SurfaceCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑关系

20、拓扑关系拓扑是部件上邻近曲面间的连接关系拓扑是部件上邻近曲面间的连接关系曲面连接关系是由曲面的边控制的曲面连接关系是由曲面的边控制的如果曲面的边与如果曲面的边与1个以上的曲面相连，我们认为这些曲面是相连的个以上的曲面相连，我们认为这些曲面是相连的曲面边界的分类、命名、显示颜色是由它关联的曲面数量决定的曲面边界的分类、命名、显示颜色是由它关联的曲面数量决定的自由边（红色）自由边（红色）只与一个曲面相关联只与一个曲面相关联共享边（绿色）共享边（绿色）与两个曲面相关联与两个曲面相关联压缩边（蓝色）压缩边（蓝色）相当于曲面被合并了相当于曲面被合并了T型边型边（黄色）（黄色）三个或三个以上曲面相关联三个

21、或三个以上曲面相关联Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Topology Repair:Viewing Topology拓扑显示模式是以下一些面板的默认显示模式拓扑显示模式是以下一些面板的默认显示模式 surface edit,quick edit,point edit,edge edit,autocleanup,和和 automesh也可以从下面的选项中选择几何显示类型也可以从下面的选项中选择几何显示类型Auto默认(在以上提到的面板中用拓扑方式显示)By

22、 Comp总是用component的颜色显示By Topo总是用拓扑方式显示几何By 2D Topo用拓扑方式显示2D几何By 3D Topo用拓扑方式显示3D几何Mixed用拓扑方式显示2D/3D几何Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑修补拓扑修补:察看拓扑关系察看拓扑关系Toolbar 该按钮控制该按钮控制:自由边、共享边、自由边、共享边、T型连接和抑制边的可见性型连接和抑制边的可见性固定点显示控制固定点显示控制曲面的透明程度曲面的透明程度Copyr

23、ight 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑修补（补缺失，删多余）拓扑修补（补缺失，删多余）:概念概念HyperMesh会在导入过程中进行适当的几何修补会在导入过程中进行适当的几何修补一些类型的几何包含面连接关系的信息，这些信息有助于一些类型的几何包含面连接关系的信息，这些信息有助于hypermesh进行几何清进行几何清理。如理。如Catia,UG,ProE等软件生成的几何文件等软件生成的几何文件通常导入的几何是一个已经经过适当清理的几何通常导入的几何是一个已经经过适当清

24、理的几何拓扑修补就是修正面与面之间的连接关系错误拓扑修补就是修正面与面之间的连接关系错误可能的错误包括可能的错误包括:相邻面未连接相邻面未连接重复曲面重复曲面缺失曲面缺失曲面拓扑修补的目标拓扑修补的目标:还原几何数据到部件的实际状态还原几何数据到部件的实际状态Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑修补拓扑修补:流程流程一般流程如下一般流程如下:判断部件的理想曲面连接应该是怎样的判断部件的理想曲面连接应该是怎样的观察当前拓扑显示的颜色观察当前拓扑显示的颜色(

25、自由边、共享边、自由边、共享边、T型连接型连接)找出造成当前拓扑显示颜色的原因找出造成当前拓扑显示颜色的原因使用使用hypermesh提供的工具还原到其应有的状态提供的工具还原到其应有的状态缺失曲面创建例:自由边（对）合并重复曲面删除Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑修补拓扑修补:工具工具Edge Edit 面板面板Equivalence(一次选择多条边一次选择多条边)寻找自由边（对）并合并成共享边寻找自由边（对）并合并成共享边Toggle(一次选择一

26、条边一次选择一条边)选择一条边与用户指定容差范围内的另一条自由边合并选择一条边与用户指定容差范围内的另一条自由边合并Replace(一次选择一对边一次选择一对边)合并两条边合并两条边可以控制那条边固定那条边移动可以控制那条边固定那条边移动Point Edit PanelReplace(一次选择一条边一次选择一条边)Release replace的反操作的反操作Defeature PanelDuplicates 在用户指定的容差范围内检测并删除重复面在用户指定的容差范围内检测并删除重复面Surfaces PanelSpline/filler 选择线或曲面的边来重新生成缺失曲面选择线或曲面的边来重

27、新生成缺失曲面Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑修补拓扑修补:工具工具Quick Edit 面板（面板（F11）有许多从其他面板集成来的面板有许多从其他面板集成来的面板目的是减少用户输入及加快编辑速度目的是减少用户输入及加快编辑速度Unsplit 移除移除/删除在删除在hypermesh中切割曲面产生的边中切割曲面产生的边Toggle 同同 edge edit面板面板;在容差范围内改变边的类型在容差范围内改变边的类型Filler surf 选择一条曲面

28、的自由边来重建丢失曲面选择一条曲面的自由边来重建丢失曲面Delete surf 同同 delete面板面板(只针对只针对surfaces)Replace point 同同 point edit 面板面板;移动移动/保留保留 pointRelease point 同同 point edit 面板面板;必须与曲线关联必须与曲线关联Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.二、抽中面、略细节二、抽中面、略细节对于很多有限元分析对于很多有限元分析,部件用壳单元表示部件用壳

29、单元表示厚度用数值来表示厚度用数值来表示,而不是几何形状而不是几何形状网格通常放在部件的中面上网格通常放在部件的中面上CAD 几何通常都是一些体几何通常都是一些体,或者是围成体的一系列面或者是围成体的一系列面.Midsurfacing 在中间平面位置生成一个面在中间平面位置生成一个面 网格直接划分在该面上网格直接划分在该面上Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.抽中面抽中面:工具工具中面可以使用中面可以使用geom/midsurface 面板得到面板得到Aut

30、o Midsurface 从一组封闭曲面或实体自动抽取中面从一组封闭曲面或实体自动抽取中面有时在缺失曲面的情况下也能工作有时在缺失曲面的情况下也能工作缺失的曲面数量越多，结果越不可靠缺失的曲面数量越多，结果越不可靠Surface Pair 根据选择的两个曲面得到一个中面根据选择的两个曲面得到一个中面Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.抽中面抽中面:工具工具中面抽取后可以用中面抽取后可以用midsurface面板中的工具进行修改面板中的工具进行修改Quick

31、Edit 通过修改曲面定点位置修补中面通过修改曲面定点位置修补中面Assign Target quick edit的扩展的扩展,操作方法类似操作方法类似Replace Edge 通过合并曲面的边来填充间隙和细长条（通过合并曲面的边来填充间隙和细长条（slivers）同同 edge edit 面板面板Extend Surface 延伸两曲面（如：筋板）直到相交延伸两曲面（如：筋板）直到相交View Thickness 使用从两个曲面定点延伸出来的白线查看中面的厚度（鼠标查使用从两个曲面定点延伸出来的白线查看中面的厚度（鼠标查询处）询处）Copyright 2009 Altair Engineer

32、ing,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.几何模型的简化（略细节）几何模型的简化（略细节）根据分析要求根据分析要求,某些几何上的细节可以忽略，某些几何上的细节可以忽略，如：小孔，倒圆等。如：小孔，倒圆等。Defeaturing：移除部件中的细节使部件形：移除部件中的细节使部件形状更简单状更简单Surface filletPinholesEdge filletsCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reser

33、ved.Defeaturing:工具工具Geom/Defeature 面板面板Pinholes:在曲面上查找封闭的自由边（孔）在曲面上查找封闭的自由边（孔）填掉小孔填掉小孔在中心位置生成一个在中心位置生成一个 fixed pointSurf Fillets:查找作为其他曲面的圆角的曲面查找作为其他曲面的圆角的曲面延伸响应曲面去处圆角延伸响应曲面去处圆角Edge fillets:在曲面上查找圆角在曲面上查找圆角将圆角转化为直角将圆角转化为直角Duplicates:查找并删除重复曲面查找并删除重复曲面Symmetry:在单个在单个 component查找对称曲面查找对称曲面删除曲面或将曲面放入不同

34、的删除曲面或将曲面放入不同的componentsCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.三、规整化、提质量（拓扑细化）三、规整化、提质量（拓扑细化）压缩边压缩边增加边增加边移除移除固定点固定点增加增加固定点固定点合并合并固定点固定点AfterBeforeCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑细化拓扑细化:工具工具Edge e

35、ditToggle 选择一条共享边并抑制选择一条共享边并抑制(Un)Suppress 一次选择多条共享边并抑制一次选择多条共享边并抑制Point editAdd 增加固定点增加固定点 以控制网格模式以控制网格模式沿着沿着edges增加固定点以控制节点分布增加固定点以控制节点分布Suppress 去除不想要的去除不想要的 固定点固定点Replace 在同一个地方合并两个固定点在同一个地方合并两个固定点 Project 将固定点投影到邻近的将固定点投影到邻近的edge需要的两个需要的两个edges之间对齐网格的时候有用之间对齐网格的时候有用Surface edit 包含通过切割包含通过切割surf

36、aces增加增加edges的所有功能的所有功能增加增加edges有助于在一个大的区域控制网格模式有助于在一个大的区域控制网格模式Trim with nodes 用用node 切割切割 surfacesTrim with lines 用用 lines 切割切割 surfacesTrim with surfs/plane 用其它用其它 surfaces 或定义一个或定义一个 plane 切割切割 surfacesCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑细化拓扑细

37、化:工具工具Quick edit包含其它面板中已有的很多工具包含其它面板中已有的很多工具主要是只需少量用户输入的快速编辑工具主要是只需少量用户输入的快速编辑工具Split surf-node:通过两个通过两个nodes之间的一条直线增加一个之间的一条直线增加一个edge或切割一个或切割一个surface Split surf-line:通过一个通过一个node和一条和一条edge之间的垂线增加一个之间的垂线增加一个edge或切割一个或切割一个surface.Washer split 沿着孔在曲面上生成一圈圆边沿着孔在曲面上生成一圈圆边沿着孔边生成一圈全四边形网格时很有用沿着孔边生成一圈全四边形

38、网格时很有用Toggle 同同 edge edit 面板面板Remove Point 删除选择的删除选择的 fixed pointCopyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.拓扑细化拓扑细化:工具工具Quick edit,继续继续Replace point 同同 point edit 面板面板Add/remove point:point 通过选择位置创建一个新的通过选择位置创建一个新的 Add point:line 沿着沿着edge创建用户指定个数的创建用户指定个数

39、的 固定点固定点 along the selected edgeProject point 同同 edge edit 面板面板Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Automeshingautomesh面板在已有曲面上创建网格面板在已有曲面上创建网格 可以快速生成网格可以快速生成网格大部分从大部分从CAD软件导入的部件都是以曲面（或者实体）的形式存在的软件导入的部件都是以曲面（或者实体）的形式存在的Automesh 允许一次对多个曲面进行划分允许一次对多个曲面

40、进行划分曲面正确连接则网格也会正确连接曲面正确连接则网格也会正确连接Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Automeshing:拓扑如何影响网格拓扑如何影响网格曲面曲面edges控制曲面交界处的网格生成方法控制曲面交界处的网格生成方法:两个曲面间的自由两个曲面间的自由边边划分网格时节点沿着自划分网格时节点沿着自由边分布由边分布网格是不连续的网格是不连续的;沿着自由边实沿着自由边实际上是有两列不重合的节点际上是有两列不重合的节点(图图中将节点分开显示只是为了说

41、明中将节点分开显示只是为了说明)5552233两曲面间的共享边两曲面间的共享边网格正确连接网格正确连接;沿着共享边沿着共享边的节点是重合的的节点是重合的划分网格时节点沿划分网格时节点沿着共享边分布着共享边分布Free edges(red)自由边自由边Shared edges(green)共享边共享边55522335Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Automeshing:拓扑如何影响网格拓扑如何影响网格曲面曲面edges控制曲面交界处的网格生成方法控制曲面

42、交界处的网格生成方法:两个曲面间的压缩边两个曲面间的压缩边Edge 被忽略被忽略;节点不再节点不再沿着该沿着该压缩边压缩边分布分布划分网格时相当与合并了划分网格时相当与合并了两个曲面两个曲面;节点不再沿着节点不再沿着该该压缩边压缩边分布分布连接连接3个曲面的边个曲面的边网格正确连接网格正确连接;沿着沿着T型型连接接边的节点是重合的的节点是重合的划分网格时节点沿着划分网格时节点沿着T型型连接接边分布分布55555555443333Suppressed edges(blue)压缩边压缩边T-junction edges(yellow)T型连接边型连接边Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.Do-it-yourselfExercise（二）（二）:1.在在Help里找到几何清理的例子，至少完成其中的两个，里找到几何清理的例子，至少完成其中的两个，P44-66；Copyright 2009 Altair Engineering,Inc.Proprietary and Confidential.All rights reserved.谢谢谢谢