Hypermesh实习报告
什么是有限元分析
有限元分析是使用有限元方法来分析静态或动态的物理物体或物理系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的、简单、独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上，由此产生了一个方程组。这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高。元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高，只有计算时间不断提高。
有限元分析可被用来分析比较复杂的、用一般地说代数方法无法足够精确地分析的系统，它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来解决在分析时出现的巨量的数和方程组。
分析一个物体或系统中的压力和变形时有限元分析是一种常用的手段，此外它还被用来分析许多其它问题如热传导、流体力学和电力学。
有限元分析通常借助计算机软件完成，著名工程软件有 MSC Nastran，ANSYS，2D-sigma等。
在此次的培训中我们是对HyperWork软件进行学习，主要是其中的HyperMesh模块进行学习。HyperMesh是一个高性能、开放式有限单元前后处理器，让您在一个高度交互和可视化的环境下验证及分析多种设计情况。
以下是我在这几天的学习中的一些总结
一Hypermesh界面熟悉及常用快捷键
1.操作界面
1）下拉菜单：标题栏下方，通过这些菜单选项进入hypermesh的不同功能模块
2）快捷工具栏：一些常用的工具
3）图形区：显示几何、有限元模型、XY曲线图和结果图
4）页面菜单：主菜单，包括多个子菜单
5）面板菜单:显示每一页面上可用的功能，可通过点击与功能相应的按钮来实现这些功能。
6）标签域：在图形区左侧，列出一些有用的工具，包括多个特征界面，如UTILITY 菜单，MODEL浏览器和SOLVER浏览器等。
2.常用快捷键介绍
F2删除
F3合并节点
F4测量
F5隐藏
F6网格编辑
F7节点对齐
F8节点创建
F11快速几何清理
F12网格划分
Shift+F2 临时节点创建与编辑 Shift+F3 边界查找与缝合
Shift+F10 单元法向量
Shift+F4 对象平移translate Shift+F7 投影Project
Shift+F11对象管理organize Ctrl+F1 （=Ctrl+F2）去背景截图Ctrl+鼠标左键旋转
Ctrl+鼠标右键平移
Ctrl+鼠标滚轮缩放
F键全屏
二导入与导出文件
Hypermesh可以导入很多种类型的文件，如网格、几何模型等。
通过ImportSloverDeck选项可以进行文件的导入。
选择要导入文件的类型，注意要导入文件的单位，然后在电脑中选择要导入的文件打开。
同样道理也可以进行文件的导出。通过ExportSolverDeck选项进入文件导出界面
三建立图层
在网格的划分过程中，如果可以熟练的应用图层来进行网格的划分，会使操作更加方便快捷。
应用components命令可以创建新的图层，还可以对图层进行相应的设置，如颜色，名称等。
三几何图形修复与清理
再导入的几何模型中，有的几何模型往往会有一些错误或者不规范的地方，在画网格之前应该将这些地方进行改正或者处理。
首先将显示方式改到2Dtopo模式下
在该模式下，图中出现了绿色、黄色和红色的线。其中绿色的线表示
公共边，红色的线表示自由边，黄色表示重复曲面。在网格划分前应将自由边和重复曲面进行处理。
1.对于重复曲面可以用defeature命令进行处理
可以通过该指令找到所有重复曲面，然后依次删除。
2.对自由边进行处理
应用edgeedit命令对自由边进行处理，选择toggle命令，将数值设置为网格大小的十分之一左右。
选择想要留下的边单击，其余自由边也进行同样的处理。
这个地方说明它确实了一条曲面，可应用surfaces命令进行修改。
单击surfaces选项，将两个选项选择，第一个代表自动添加曲面，表明只要有封闭的曲线就能制造出一个曲面。选完之后单击封闭的红色
曲线就可以填充缺失的曲面。
这个地方是一个多余的曲面，可以用surfacesedit命令来进行处理，
选择trim with surfs选项应用面进行切割。先选择需要别切除的面，然后选择切割面，点击trim进行切割。
最后用delete命令将切割完的多余曲面删除。
最后所有几何错误全部都被修改，所有线全部呈现绿色，表示几何图形没有错误，可以进行下一步处理。
以上的部分处理，不止这一种方法，也可以用quickedit，命令来进行处理。
四几何模型的简化处理
在网格划分之前可以对几何模型进行一些简化处理，一些小特征的存在会影响网格的质量。例如一些小孔和倒角都可以删除，圆角可以拉平，以及一些多余的几何结构。这些简化处理并不会影响对几何模型的一些受力，应变，热量的有限元分析。
例如，以上的模型可以将上方四个小圆孔删除，面与面之间的圆弧可以删除，模型的圆角应改为直角。
1.首先先删除四个小圆孔。
选择defeature选项，选择pinholes选项，选择surfs，给定一个直径范围。
选择孔所在的曲面，或者全部曲面，然后点击find，系统会自动找出需要删除的孔。
左键单击需要删除的孔，右键单击想要保留的孔。
2.接下来删除曲面间的圆角，同样在defeature命令下选择surf fillets选项。
选择surfs，给定一个圆角半径范围，单击find，系统自动找出范围内的圆角，同样左键删除右键保留。
3.拉平几何模型的圆角，同样是在defeature命令下选择edge fillets选项。
选择fillets，然后给定圆角半径范围，点击find，系统自动寻找可修改的圆角，左键单击确认右键单击保留。
这是修改之后的几何模型。
以上的许多操作同样可以用quickedit命令来进行。如unslipt surf可
以用来删除小孔，trim-intersect可以消除圆角等等。
以上是没经过简化处理的几何画出的网格与经过简化处理的几何画出的网格的对比，可以发现质量明显好了许多。
五2D网格壳单元划分
Hypermesh提供了许多许多网格划分功能，其中2D网格划分有automesh，rule功能，spline功能，skin功能，drag功能，element offset 功能，line drag功能等，其中automesh功能的实现基于几何表面的2D网格自动划分。
1.中面抽取
对于一些壳状的几何体或者薄壁形状对其进行cae分析时，通常对其进行抽中面处理。
Hypermesh拥有非常强大的中面抽取功能。
在geometry模式下选择midsurface选项进入中面抽取菜单，选择第一个auto midsurface，然后选择一个平面单击extract，系统自动抽取中面。
也可以用其他功能完成同样的工作
在左侧进入Geom/Mesh，点击ThinSolid=》Midsurf。
选择一条代表厚度的曲线
在选择某一侧的曲面，然后点击proceed，中面就自动被抽取好了。在hypermesh中对于中面的抽取还
有许多其他方法。
2.几何与网格的编辑
通常复杂构件的2D网格的划分，首先需要根据面的形状以及构件的特征将面分割为便于控制和划分的小面。再从一个面入手进行分网，接着划分与其相连的面，以保证网格的质量以及连续性。
该几何有许多孔，结构比较复杂，可以应用quick edit对其进行切割等编辑。
1）首先去掉模型上的长条形孔
进入quick edit菜单，选择unsplit surf，然后单击需要删除的孔。2）然后进行几何的细化
首先先把大圆四等分
运用HyperMesh软件对拉杆进行有限元分析 1、1 问题得描述 拉杆结构如图1-1所示,其中各个参数为:D1=5mm、D2=15mm,长度L0=50mm、L1=60mm、L2=110mm,圆角半径R=mm,拉力P=4500N。求载荷下得应力与变形。 图1-1 拉杆结构图 1、2 有限元分析单元 单元采用三维实体单元。边界条件为在拉杆得纵向对称中心平面上施加轴向对称约束。 1、3 模型创建过程 1、3、1 CAD模型得创建 拉杆得CAD模型使用ProE软件进行创建,如图1-2所示,将其输出为IGES格式文件即可。
图1-2 拉杆三维模型 1、3、2 CAE模型得创建 CAE模型得创建工程为: 将三维CAD创建得模型保存为lagan、igs文件。 启动HyperWorks中得hypermesh:选择optistuct模版,进入hypermesh程序窗口。主界面如图1-3所示。 程序运行后,在下拉菜单“File”得下拉菜单中选择“Import”,在标签区选择导入类型为“Import Goemetry”,同时在标签区点击“select files”对应得图形按钮,选择“lagan01、igs”文件,点击“import”按钮,将几何模型导入进来,导入及导入后得界面如图1-4所示。 图1-3 hypermesh程序主页面
图1-4 导入得几何模型 (4)几何模型得编辑。根据模型得特点,在划分网格时可取1/8,然后进行镜像操作,画出全部网格。因此,首先对其进行几何切分。 1)曲面形体实体化。点击页面菜单“Geom”,在对应面板处点击“Solid”按钮,选择“surfs”,点击“all”则所有表面被选择,点击“creat”,然后点击“return”,如图1-5~图1-7所示。 图1-5 Geom页面菜单及其对应得面板 图1-6 solids按钮命令对应得弹出子面板
先利用Collector各别归类每一装配体，再个别单一划分，并且划分时隐藏其他装配体避免混淆。.强调一点，在划完网格后进行检查时，使用find face,find edge时要注意，因为各零件间的间隙可能小于容差，可能会将零件网格合并。所以各零件一定要分开检查。 hypermesh学习心得1.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。 2. 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). 3. Edges子面板 edges子面板用于修改曲面边界的连接状态。子面板中有四个子菜单toggle，replace，(un)suppress和equivalence。 ? toggle toggle菜单可以通过在边界上单击鼠标左键将其从自由边变成共享边，或者从共享边变成压缩边。使用鼠标右键可以取消toggle操作，并将压缩边变为共享边，或将共享边变成自由边。要将一条自由边变成共享边，在这条自由边附近的容差范围内必须有一条对应的自由边。? replace replace菜单可以将一对自由边合并成共享边，但是合并后的共享边的位置是在设定的被保留的边上，而另一条边则被删除。这一功能实际上扩展了toggle的控制功能。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。在这个菜单可以使用扩展的线条选择菜单，可以使用多种线条选择方式。如果需要消除在由对称方式生成曲面时产生的缝隙，该功能非常有用。 ? equivalence equivalence菜单可以自动识别并合并多个自由边对。 4. 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. 5. 大多数几何清理操作都需要特定的清理容差(cleanup tolerances)。这个容差指定了几何清理操作可以缝合的最大缝隙。通常，容差不应该超过网格单元尺寸的15-20%，否则可能产
1.如何添加重力 collector-loadcols-name(自己输入名字)-card image-grav-creat/edit,G中输入重力加速度（注意单位一般输入9800），N1,N2,N3,(0,-1,0)表示Y 轴负方向。 在BCs中选择control cards,然后选择acceleration,然后根据需要选择。 另外，如果要添加重力，那么材料属性里RHO一定要填写，这是表示密度。 2.划网格产生的问题 在sw中建好的模型导入到hypermesh里本来是没有自由边，可是在一个面上划完网格后就产生了自由边。这个自由边是肯定会产生的。因为这个时候 仅仅是在一个面上划了网格，按照自由边的定义，在这个面的外围没有其他的面与之相连，所有会产生自由边。这个自由边不能去掉，而且没办法去 掉。 3.网格密度对拓扑优化结果有影响。 4.拓扑优化中常用质量分数作为约束,但是除非在优化设计要求中明确提出优化后质量减轻的百分比,否则优化前很难断定质量分数应该选取多大合适,因此可能需要指定几个不同的质量分数分别进行优化,然后再在结果中选取最优参数 5.为模态分析设置频率分析方法的card 是EIGRL 其中ND跟设置有几阶模态有关系。V1,V2设置频率范围。 6.coupled mass matrix耦合质量矩阵 7.设置载荷类型 BCs->load types->constraint->DAREA(dynamic load scale factor)这里是设置动态载荷。 8.频率载荷表 collector type->loadcols->....->card image->TABLED1 例如：TABLED1_NUM=2,X(1)=0,Y(1)=1.0,X(2)=1000,Y(2)=1.这样就定义了频率范围为0~1000Hz，幅值为1的载荷 9.创建随频率变化的动态载荷 loadcols->..->card image->RLOAD2(frequency response dynamic load,form2) 10.Card Image是你在创建一个新的组的时候,通过Card Image赋予这个组里面的单元一些属性. 具体怎么用,跟你用的模板有关对于hm7.0版本,如果选ANSYS模板,创建component的时候,Card Image所指定的就是这个组的单元的单元类型.(8.0 改了,不能通过Card Image定义单元类型了.)。如果选abaqus, card image指定这个组里面的单元是solidsection 还是shellsection还是rigid body或者其什么的。总之,你要对你所用的求解器的关键字比较熟,才能更好的使用HyperMesh做前处理. 11.瞬态载荷card TLOAD1
1 如何添加重力 collector-loadcols-name(自己输入名字)-card image-grav-creat/edit,G中输入重力加速度（注意单位一般输入9800），N1,N2,N3,(0,-1,0)表示Y轴负方向。在BCs中选择control cards,然后选择acceleration,然后根据需要选择。另外，如果要添加重力，那么材料属性里RHO一定要填写，这是表示密度。 2.划网格产生的问题 在sw中建好的模型导入到hypermesh里本来是没有自由边，可是在一个面上划完网格后就产生了自由边。这个自由边是肯定会产生的。因为这个时候仅仅是在一个面上划了网格，按照自由边的定义，在这个面的外围没有其他的面与之相连，所有会产生自由边。这个自由边不能去掉，而且没办法去掉。 3.网格密度对拓扑优化结果有影响。 4.拓扑优化中常用质量分数作为约束,但是除非在优化设计要求中明确提出优化后质量减轻的百分比,否则优化前很难断定质量分数应该选取多大合适,因此可能需要指定几个不同的质量分数分别进行优化,然后再在结果中选取最优参数! 5.为模态分析设置频率分析方法的card 是EIGRL: 其中ND跟设置有几阶模态有关系。V1,V2设置频率范围。 mass matrix耦合质量矩阵 7.设置载荷类型 BCs->load types->constraint->DAREA(dynamic load scale factor)这里是设置动态载荷。 8.频率载荷表 collector type->loadcols->....->card image->TABLED1 例如：TABLED1_NUM=2,X(1)=0,Y(1)=,X(2)=1000,Y(2)=1.这样就定义了频率范围为0~1000Hz，幅值为1的载荷 9.创建随频率变化的动态载荷 loadcols->..->card image->RLOAD2(frequency response dynamic load,form2) Image 是你在创建一个新的组的时候,通过Card Image赋予这个组里面的单元一些属性.具体怎么用,跟你用的模板有关对于版本,如果选ANSYS模板,创建component的时候,Card Image所指定的就是这个组的单元的单元类型. 改了,不能通过Card Image定义单元类型了.)。如果选abaqus, card image指定这个组里面的单元是solidsection 还是shellsection还是rigid body或者其什么的。总之,你要对你所用的求解器的关键字比较熟,才能更好的使用HyperMesh做前处理. 11.瞬态载荷card TLOAD1 12.模态分析关键步骤： 1. 创建一个load collector, card image选择EIGRL(LANCZOS方法)。 2. 创建subcase，type为normal modes, method选中刚才创建的load collector。 3. 在control cards的sol选择nomal modes，param中选择autospec, 如果想生成op2文件，把post也选上 4. 导出成bdf文件，启动nastran进行分析。 和profile （即在里选择preferences，然后选择user profiles）是不同的。
Hypermesh和Abaqus的接口分析实例（三维接触分析） In this tutorial, you will learn how to: ?Load the Abaqus user profile and model ?Define the material and properties and assign them to a component ?View the *SOLID SECTION for solid elements ?Define the *SPRING properties and create a component collector for it ?Create the *SPRING1 element ?Assign a property to the selected elements Step 1: Load the Abaqus user profile and model A set of standard user profiles is included in the HyperMesh installation. They include: RADIOSS (Bulk Data Format), RADIOSS (Block Format), Abaqus, Actran, ANSYS, LS-DYNA, MADYMO, Nastran, PAM-CRASH, PERMAS, and CFD. When the user profile is loaded, applicable utility menu are loaded, unused panels are removed, unneeded entities are disabled in the find, mask, card and reorder panels and specific adaptations related to the Abaqus solver are made. 1. From the Preferences drop down menu, click User Profiles.... 2. Select Abaqus as the profile name. 3. Select Standard3D and click OK. 4. From the File drop down menu, select Open… or click the Open .hm file icon. 5. Select the abaqus3_0tutorial.hm file. 6. Click Open. Step 2: Define the material properties HyperMesh supports many different material models for Abaqus. In this example, you will create the basic *ELASTIC material model with no temperature variation. The material will then be assigned to the property, which is assigned to a component collector. Follow the steps below to create the *ELASTIC material model card: 1. From the Materials drop down menu, select Create. 2. Click mat name = and enter STEEL. 3. Click type= and select MATERIAL. 4. Click card image = and choose ABAQUS_MATERIAL. 5. Click create/edit. The card image for the new material opens. 6. In the card image, select Elastic in the option list.
? F1 -- Hidden Line 隐藏线? F2 -- Delete 删除（删除任何对象都用此命令）? F3 -- Replace 合并两个节点? F4 -- Distance 测量距离角度等? F5 -- Mask 隐藏? F6 -- Element Edit 单元编辑（创建，合并，分割单元等）? F7 -- Align Node 节点共线排列? F8 -- Create Node 创建节点? F9 -- Line Edit 线编辑（非边界编辑）? F10 -- Check Elem 单元质量检查? F11 -- Quick Edit 快速几何编辑? F12 -- Automesh ?自动网格划分 Shift+F1-F12, Ctrl+F1-F6 Opening and Saving Files - HM-1010 bumper_cen_mid1.hm 1. Access the Import tab in one of the following ways: ? From the Menu Bar, choose File, then Import ?From the standard toolbar, click Import () （这里的Import ()是在已有模型上加另一个模型） Importing and Repairing CAD - HM-2000 Importing and Repairing CAD - HM-2000 2. Go to the autocleanup panel. 查看拓扑情况,自动清理,可以删一些重复面,距离较小的自由边,修补结点问题Step 3: Delete the surface that overhangs the round corner.(删重复面) From the Geometry menu, point to Delete and click Surfaces 或Press F2(和点叉一样) Step 4: Create surfaces to fill large gaps in the model surfaces panel keep tangency(可以平滑过渡) Verify the auto create (free edges) check box is selected Step 5: Set the global geometry cleanup tolerance to .01.(设置全局清理容差,这样其他地方的容差都是0.01) Press O to go to the options panel Go to the geometry sub-panel In the cleanup tol = field, type 0.01 to stitch the surfaces with a gap less than 0.01. Step 8: Combine the remaining free edge pair using replace. Go to the replace sub-panel(quick edit是交换点，这里交换边，效果差不多) Step 9: Find and delete all duplicate surfaces. Access the Defeature panel
Hypermesh学习笔记 1一些常用的快捷键 F2删除 F3合并节点 F4测量 F5隐藏 F6网格编辑 F7节点对齐 F8节点创建 F11快速几何清理 F12网格划分 Shift+F2 临时节点创建与编辑 Shift+F3 边界查找与缝合 Shift+F10 单元法向量 Shift+F4 对象平移translate Shift+F7 投影Project Shift+F11对象管理organize Ctrl+F1 （=Ctrl+F2）去背景截图 2.方向向量的两种确定方法 ①2个点确定一个方向向量：该向量从N1指向N2 ②3个点确定一个方向向量：首先三个点确定一个平面，该方向向量为平面的法向，正方向 由右手定则确定
3.hypermesh 为不同的求解器建有限元模型的步骤： ①首先user profile中选择对应的求解器 ②建模 ③模型导出成求解器可以识别的格式：file—export—solver data，并在export option中选择需要导出的对象 一些实用的小技巧 ①平移技巧 Translate的作用是平移，如果是复制平移，则在平移之前要先duplicate，duplicate时，会弹出副本归属对话框，这时可以将需要副本归属的集合设置成当前，然后在副本归属对话框中选current comp，这样复制平移的对象就会放到这个集合中，可以免去organize的步骤； ②镜像技巧 Reflect的作用是镜像，镜像的技巧参考平移技巧！ 特别说明：镜像时不一定非得严格找到对称平面，可以是与对称平面平行的平面，在用translate工具平移即可！ ③抽中面的技巧 Midsurface的作用是抽取中面，抽中面时可以用sort选项将各个部件的中面分配到不同的component中，否则就会在一个component中。 ④对象的保存和再提取 Save fail 命令可以保存失败的单元，然后在所有含有elem选择器的界面中可以通过retrieve 命令将其提取出来！ ⑤surf 与elem的灵活运用 由于surf面板中没有“通过硬点或节点创建面”命令，但是有“From FE”（即由网格创建面），所以可以先通过4个节点创建一个四边形单元，然后再通过“from FE”间接创建面。 ⑥三角形面创建规则网格 当为三角形面创建网格时，可以先作出三角形所在的矩形的网格（通过四个节点作一个网格），再将这个网格划分成所需尺寸的网格，然后用网格编辑中的split命令将对角线上的网格劈成两半，最后删除三角形面以外的那一半即可。 ⑦模型的完全删除：
Hypermesh软件是美国Altair公司的产品，是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。 FEA流程图： Step1:CAD模型的导入与修复 文件导入 文件的导入有很多种方式，常用的是导入parasolid形式，即x_t 文件。因为这种文件不容易出现缝隙、重叠、边界错误等缺陷，减轻了几何清理的工作量。 File→import→Geometry→parasolid→**.x_t （导入的模型如果是组件，最好直接将组件导入，在HM中组装比较麻烦。） 几何清理 如图，geom页面点击autocleanup，使用线框模型来查看模型。
线条为红色是自由边，表示相邻曲面没有相互连接，或者相邻曲面间有空隙。线条为黄色为T形连接边，表示曲面的边界被三个或三个以上的曲面所共享，如果不是，说明模型存在重复曲面。 修补方法： （1）缝补破面。Geom页面选择surfaces面板，点击左上方Spline/Filler选项，不选Keep Tangency选项。对象设置为lines,激活Auto Create(Free Edges only)选项，点击破损平面的一条边。（2）删除所有重复面。在Geometry菜单中点击Defeature→Duplicates →Surfaces→Displayed。在Cleanup Tol中输入0.01，点击find→Delete。Step2:几何模型的简化 简化几何模型是指为了使零件几何形状更简单而去掉一些细节。根据分析问题的需要，比如考虑零件在总装配中的重要程度、几何特征与分析问题的着重点的相关程度、几何特征尺寸与平均网格尺寸的对比等因素，模型的某些几何细节（如一些小孔或倒角）可以忽略。删除对于分析没有必要的模型细节，有助于改善网格质量，分析也会进行得更有效率。 进入页面Geometry→Defeature
Hypermesh知识总结 1.如何从体单元提取面单元 TOOL->faces->find faces 2.在Hypermesh中使用OptiStruct求解器的重力、离心力、旋转惯性力施加方法 在HyperMesh中采用定义loadcols组件（colletors）的方式定义重力、离心力以及惯性力。 （1）重力 重力的施加方式在的card image中选择GRAV，然后create/edit，在CID中输入重力参考的坐标系，在G中输入重力加速度，在N1、N2、N3中输入重力方向向量在重力参考坐标系中的单位分量，然后返回即可。 （2）离心力 离心力的施加方式在的card image中选择RFROCE，然后create/edit，在G 中输入旋转中所在节点编号，在CID中输入离心力所参考的坐标系，在A中输入旋转速度，在N1、N2、N3中输入离心 力方向向量在离心力所参考坐标系中的单位分量，返回即可创建离心力；如果需要定义旋转惯性力，在RACC中输入旋转加速度即可，二者可以同时创建，也可单独创建。 如果在一个结构分析中，需要同时考虑结构自身的重力和外界施加的外载荷，那么可以建立重力load collector，但是外部载荷的load collector怎么建立？是同时建立在重力的load collector中吗？如果是，那边有一个十分混淆的问题：在你建立重力的load collector的时候，你选择了GRAV卡片，那么你凡是建立的该重力load collector之中的力都带有GRAV卡片属性，这显然是不对的。但是，如果你重新建立一个新的load collecotr，然后把外部载荷建立在其中，那么就有重力和外部载荷两个load collectors，但是在你建立subcase 的时候你只能选择一个load collector，那么你无论选择哪一个都必将失去另外一个，这就与我们的本意相矛盾了，我们是希望同时考虑结构自重和外部载荷的联合作用下进行分析的，这个时候应该怎么办？怎么获得结构同时在自身重力和外部载荷作用下的变形和应力？ 方法1：工况组合；使用"LOAD"卡片叠加重力载荷和其他载荷；创建一个 load collector;card image选LOAD；点击create/edit;把下面的load_num_set 改成你所要组合的载荷的数目；然后在
螺栓预紧结构用Hypermesh 做接触实例 在很多场合，要将若干个零件组装起来进行有限元分析，如将连杆与连杆盖用连杆螺栓连接起来，机体与气缸盖用螺栓连接起来，机体与主轴承盖连接起来。如何模拟螺栓预紧结构更符合实际情况，是提高有限元计算精度的关键。 螺栓+螺母的连接与螺钉的连接有所不同，螺栓+螺母的连接方式比较简单，可以假设螺母与螺栓刚性连接，由作用在螺母上的拧紧力矩折算出作用在螺栓上的拉伸力F ，将螺杆中间截断，在断面各单元的节点上施加预紧单元PRETS179，模拟螺栓的连接情况。 对于螺钉（双头螺栓）连接有些不一样，螺钉头部对连接件1施加压应力，接触面是一个圆环面，但栽丝的一端，连接件2受拉应力。一种方法是在螺纹圆周上施加拉力，相当于螺纹牙齿接触部分，而且主要在前几牙上存在拉力，如第一牙承担60~65%的载荷，第二牙承担20~25%的载荷，其余作用在后几牙，但因螺纹的螺距较小，一般为1.5~2mm ，而单元的尺寸为3~4mm ，因此可以假定在连接件2的表面的螺纹圆周节点上施加拉力。另一种方法是在连接件2的表面的整个螺纹截面的所有节点上施加拉力，这样可能防止圆周上各节点上应力过大，与实际情况差别较大，应为实际表面圆周各节点只承受60~65%的载荷。比较好的处理办法是在连接件的表面单元的圆周节点上施加70%的载荷，在第二层单元的圆周节点上施加30%的载荷，但操作比较麻烦。 随着连接件1、2的内部结构和刚度不同，以及连接螺钉的个数和分布的不均匀性，连接件1、2表面的变形不一致，产生翘曲，使表面的节点有的接触，有的分离，而导致接触面的应力分布和应变分布不均匀，因此需用非线性的接触理论来讨论合件的应力问题。 若不考察螺栓头部与连接件1表面的变形，可用将螺栓与连接件1用一个公共面连接，作为由两种不同材料的构件组成一个整体。螺钉（双头螺栓）与连接件2也用这种方法处理。 图1是一个简单的螺钉连接实体模型。图2是用hypermesh 划分网格后的模型。 图1 实体模型 图2 网格模型 该模型由三个零件组成，连接件1（蓝色）、连接件2（橙色），螺钉（紫红）。 1. 建立实体模型 在PRO/E 中建立三个零件模型，见图3、4、5，并组合成合件（见图1）。
Hypermesh使用技巧总结 1、hypermesh划分的网格其中一部分单元的节点连接顺序是顺时针的，导致计算不能进行， 请问大侠如何在hypermesh中改变节点连接的顺序呢？谢谢！ if is shell element, reverse the element normal! if 1-D element, you will need to recreat it 2、面上网格分不同的comp划分，但划分后所有网格并不是连续的，只有同一个comp的网 格连续，和临近的comp相邻的网格不连续，就是存在重叠的单元边和结点，如何合并为连 续的单元 （1）Tool －>edges 下找出并合并面单元的自由边和找出并删除重节点 （2）Tool －>faces 下找出并合并体单元的自由面和找出并删除重节点 3、hypermesh中如何将网格节点移动到指定的线或者面上。 project. 4、偶很想知道OI mesh定义是什么，和普通的mesh有什么区别 普通mesh的网格经过clean up 或QI 调整后就跟QI mesh划分的网格效果差不多，QI的具 体参数可以自行设定。QI主要目的是为了节省时间，QI就是Quality Index——质量导引 HM最强调的就是网格质量的概念，有限元计算的精度取决于网格质量，再好的求解器如果 网格质量不好，计算的精度也不会好。 5、hypermesh中，我想提取一个面的线，映射到另外的面上，然后用那个线来分面，该怎么做呢？如果是几何面，但是没有你需要的边界线的话，你可以在几何面上已有的边界线上create nodes，然后利用这些nodes --〉lines /create，建立你需要的线，再project；或者最简单的办法，选择surf edit/line from surf edge 如果是网格面，你可以geom/fea->surface，再project，或者直接project nodes，利用nodes可以直接划分面 6、我的模型画出六面体单元了，但是是8节点的，想变成20节点的，怎么变？我用的是solidmap 功能生成六面体单元的？ 1D or 2D or 3D下面的order change 7、直接在已分网的体表面上，create elements through nodes，这个要在哪个菜单实现？我找不着edit/element中不是有个create吗？那就是通过node建单元 8、对灰线构成的区域划分2D网格，网格后发现灰线变成了红线，是怎么回事呢？对计算结果有影响么？ 灰色的是lines，至于为什么画完网格后会变成红色，是因为生成了surface，surface的自由边会由红色来表示。请注意为什么会生成surface，是因为你选择了mesh/keep surface这个选项 9、有两个闭合的园，一上一下，如何在两个园间创建曲面？使形成圆柱面？ ruled 或选择line方式。记住选择surface only。 10、下面的图为只划分了一半的网格，另外一半与之对称。我想copy 过去，但只发现有reflect 命令。求助！ 在hm中用3D->organize->cpoy然后再reflect 或选择单元，先duplicate，但记住只能点duplicate一次。然后reflect。 如果对称过去的单元与原先的单元是连在一体的，别忘了在check edges中将节点equilance。11、我在用hypermesh划分二个物体，在接触面的地方，上下面的节点号码都一样，如何做才能使第一个物体和第二个物体的接触部份的节点号码不一样呢。多谢了。 采用2D=>detach可以将单元或节点分开 继续问：好像只能分单元啊，没看到有节点选择啊。我试用了你介绍的办法，好像没用啊。很急请多指教
目录 ☆选择边线上的点 (1) ☆定义方向 (1) ☆Organize管理集合器 (1) ☆删除面、实体、网格等 (1) ☆删除空部件 (1) ☆删除重复的面 (2) ☆压缩点 (2) ☆压缩边界 (2) ☆删除小孔 (2) ☆删除面圆角 (2) ☆删除倒圆角 (2) ☆由封闭边线创建面 (3) ☆在圆心处创建节点 (3) ☆设置全局清理精度 (3) ☆equivalence缝合曲面 (3) ☆toggle合并相邻的自由边 (4) ☆替换边 (4) ☆替换点 (4) ☆提取中性面 (4) ☆用垂直于边界的线分割面 (4) ☆unsplit surf补面 (5) ☆处理圆孔周围的网格 (5) ☆调整网格密度 (6) ☆自动划分网格 (6) ☆spline划网格 (7) ☆skin划网格 (7) ☆line drag延伸网格 (8) ☆ruled扩展网格 (8) ☆shrink wrap (8) ☆降低comp.Q1值 (9)
☆由封闭的曲面创建实体 (9) ☆创建圆柱体 (9) ☆用节点分割实体 (10) ☆用线分割实体 (10) ☆用面分割实体 (10) ☆实体的布尔运算 (10) ☆volume tetra四面体网格 (11) ☆tetra mesh由2D封闭网格生成3D网格 (12) ☆tetra remesh优化 (12) ☆elems offset拉伸网格 (13) ☆spin旋转网格 (13) ☆faces在3D网格表面上提取2D网格 (14) ☆linear solid在两个2D网格之间生成线性的3D网格 (14) ☆沿边线扫掠网格 (14) ☆剖切视图 (15) ☆缝合网格中相近的节点 (15) ☆one volume生成3D网格 (16) ☆Mappable视图 (17) ☆multi solids多个实体同时生成3D网格 (18) ☆smooth调节网格 (18) ☆拆分网格 (18) ☆合并网格 (19) ☆动态移动节点 (19) ☆显示网格的法向量 (19) ☆检查模型 (20) ☆penetration检查穿透 (20) ☆检查网格质量 (21)
HyperMesh梁单元与壳单元的混合建模 本文根据工程实例,应用有限元软件HyperMesh 11、0进行梁单元与壳单元的混合建模,并在其中详细论述,梁单元在与壳单元混合建模的过程中如何对梁单元进行偏置处理,保证梁单元与壳单元的所有节点完全耦合。 在焊接工艺中,梁单元与壳单元的使用可以大大提高整体焊接结构的抵抗变形能力,避免单独使用壳单元时强度与刚度的不足。HyperMesh软件中提供了大量标准梁的截面,也可以通过实际应用需求单独创建梁截面。 在1D面板中点选HyperBeam选项,如图1所示。 图1 1D面板中的HyperBeam选项 HyperBeam中提供了大量的梁截面,如图2所示。 图2 HyperBeam下的各种梁截面 图2中红色箭头所指的就是各种标准梁截面的属性,包括H型梁,L型梁,工型梁等等。可以根据实际需求进行选择,而且可以自己独立进行尺寸编辑。图2中的shell section可以建立独立的壳截面,solid section可以建立独立的实体截面。在建立完成各种梁的截面属性之后,可以通过edit section进行梁截面属性的修改。
以上主要介绍了1D梁单元的使用情况,下面将根据工程实例对壳单元与梁单元的混合建模进行详细的介绍。图3就是梁单元与壳单元焊接之后的三维图,图4就是图3中梁单元以1D显示的情况。二者之间的切换功能键如图5所示。 图3 梁单元与壳单元焊接之后梁单元以3D显示 图4 梁单元与壳单元焊接之后梁单元以1D显示 图5 梁单元1D与3D之间的切换功能键
下面介绍梁单元的具体创建方法,不再讲述壳单元的建立方法。首先建立Beam Section,在软件左侧右键create--Beam Section,在出现的对话框窗口中对Bean进行命名。具体的过程如图6所示。 图6 Beam的建立过程 之后进入1D--HyperBeam面板,选择Standard section选择Standard Channel面板,打开面板后对各个参数进行修改,如图7所示。左侧的红色框内的区域就是进行具体尺寸的修改,修改的结果会以直观的形式显示在图形界面中,右侧的红色方框就是梁界面的各个力学参数。注意梁的方向,梁的长度方向就是X 轴,图形中的就是梁的Y轴与Z轴。在梁的方向的选取过程中Y轴为第一方向。 图7 梁的各个参数的修改 之后建立梁的属性,同样在软件左侧位置右键创建属性,弹出属性创建的选项卡片,在Type中选择1D,在Card image中选择PBEAM,单击确定按钮,如图8所示。
Hypermes运用小常识 1.如何在体表面提取面单元 HM->TOOL->faces->find faces 2.在Hypermesh中使用OptiStruct求解器的重力、离心力、旋转惯性力施加方法 在HyperMesh中采用定义loadcols组件（colletors）的方式定义重力、离心力以及惯性力。 1、重力 重力的施加方式在的card image中选择GRAV，然后create/edit，在CID中输入重力参考的坐标系，在G中输入重力加速度，在N1、N2、N3中输入重力方向向量在重力参考坐标系中的单位分量，然后返回即可 2、离心力 离心力的施加方式在的card image中选择RFROCE，然后create/edit，在G 中输入旋转中所在节点编号，在CID中输入离心力所参考 的坐标系，在A中输入旋转速度，在N1、N2、N3中输入离心力方向向量在离心力所参考坐标系中的单位分量，返回即可创建离心力；如果需要定义旋转惯性力，在RACC中输入旋转加速度即可，二者可以同时创建，也可单独创建。 如果在一个结构分析中，需要同时考虑结构自身的重力和外界施加的外载荷，那么你可以按照楼主wjsgkz介绍的第一条建立重力load collector，但是外部载荷的load collector你怎么建立？？？是同时建立在重力的load collector 中吗？？？如果是，那边有一个十分混淆的问题：在你建立重力的load collector的时候，你选择了GRAV卡片，那么你凡是建立的该重力 load collector之中的力都带有GRAV卡片属性，这显然是不对的。但是，如果你重新建立一个新的load collecotr，然后把外部载荷建立在其中，那么就有重力和外部载荷两个load collectors，但是在你建立subcase的时候你只能选择一个load collector，那么你无论选择哪一个都必将失去另外一个，这就与我们的本意相矛盾了，我们是希望同时考虑结构自重和外部载荷的联合作用下进行分析的，这个时候应该怎么办？？？？？？？？？？？怎么获得结构同时在自身重力和外部载荷作用下的变形和应力？？？谁知道？？？ 方法1：工况组合； 使用"LOAD"卡片叠加重力载荷和其他载荷；创建一个load collector;card image选LOAD；点击create/edit;把下面的load_num_set改成你所要组合的载荷的数目；然后在上面L1,L2,L3....选中你要组合的项，前面的s1,s2,s3,,,,是载荷组合时候的权重系数。一般默认为1；
1 引言 系统的模态参数（模态频率、模态阻尼、振型）对系统的动态分析和优化设计具有实用价值。通常由试验模态分析和计算模态分析两种方法。但由于受实验条件和时间的限制，组织实施往往比较困难，而且在测量次数，测量数据的处理准确性方面也难以得到充分的保证,在设计阶段难以实现。基于虚拟样机技术的虚拟实验方法在履带车辆箱体类零部件模态参数测量方面在设计阶段就能为方案优化提供指导，缩短产品开发周期，节省费用。因此，开展在虚拟环境下测试箱体类零部件的模态参数研究与探讨并扩展其应用具有重要意义。本文以某型履带车辆传动箱设计为例，应用HyperMesh为前处理软件，对其进行了有限元网格的划分，进而对箱体的模态进行了分析。 2 箱体有限元模型的建立及模态分析 首先依据传动箱体的尺寸，建立箱体的三维实体模型。利用HyperMesh对传动箱体的实体模型进行有限元网格划分，箱体的材料为铝合金，其密度为 2.66e33kg/m3，泊松系数为0.31，杨氏模量为7.7e72N/m2，强度极限为176.4MPa。整个箱体共划分76151个4面体单元，22262个节点。在此过程中，还必须考虑到箱体有限元模型建立后与各传动轴之间的连接，即柔性体与刚体间的连接。传动箱各轴都是通过轴承与箱体连接的，笔者在有限元模型中应用多点约束（MPC，Multi-point Constraint）来模拟轴承的作用。所谓多点约束是将某节点的依赖自由度定义为其他若干节点独立自由度的函数。多点约束可以用于不相容单元间的载荷传递，表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等。笔者在箱体有限元模型中各轴孔的中心点处建立一个虚拟杆单元，如图1所示。轴孔内表面各节点的自由度则依赖于对应的虚拟杆单元。各传动轴与箱体间的约束也是在对应的虚拟单元处建立，各传动轴上的作用力则通过相应的虚拟杆单元和多点约束作用于箱体之上。文中建立的包括轴承模型的传动箱箱体有限元模型如图2所示。
Hypermesh网格划分简单介绍。 这一章主要介绍hypermesh的流程，通过一个简单的例子让大家了解hypermesh的功能，使大家对hypermesh不再陌生。 这一章涉及到了几何建模，2D网格的生成，3D网格的生成，集合器collectors，删除等一些主要的功能。通过这一章，可以对hypermesh有一个基本的认识。 几何建模 1，启动hypermesh 2，点击Geom/create nodes面板，默认输入，点击create，在（0，0，0）处制作一个节点。3，点击永久菜单中的f键，观察所生成的节点，在屏幕中心处有一个黄色的小圆圈 4，点击Geom/circle ，选择center&radius子面板。点击制作的节点，选中之后黄色的圆圈变为白色。 5，选择z方向为法向，选择制作的节点，这个节点由白色变为紫色。 6，在后面的指针开关中选择circle 7，在radius=后面的输入框内，输入1，点击create，作一个半径为1的圆。 8，点击永久菜单中的f键，观察所生成的圆，按住ctrl键，同时按住鼠标左键，移动鼠标左键。旋转观察所生成的圆 9，点击return，退出这个面板。 2D网格的生成 1，点击2D/spline，选择创建的圆 2，选择keep tangentcy前面的方框，使其里面有一个对勾，
3，点击keep tangentcy上面的有一个三角形的键，选择mesh ，dele surf，点击create，出现一个选择，选择yes，生成2D网格。 4，在elem density=后面的输入框中，输入14，点击elem density=左面的最下面的那个绿色的set all to