55_HyperMesh在发动机CFD分析中的应用_赵铮

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7.HyperMesh在CFD网格划分领域的应用

HyperMesh在CFD网格划分领域的应用田婷张健马映峰辛志峰联想集团创新设计中心HyperMesh在CFD网格划分领域的应用Application of the HyperMesh on the CFD Field田婷张健马映峰辛志峰（联想集团创新设计中心）摘要：运用HyperMesh中的实体单元划分功能，对离心风机问题中的气体及固体部分进行网格划分，生成边界层并设置边界条件，探讨HyperMesh在CFD领域中的应用，为以后进行类似的网格划分工作提供参考。

关键词：HyperMesh 实体网格 CFDAbstract: Based on the solid map methods of HyperMesh, generate both the fluid and solid mesh in the CFD field and discuss the generation of boundary layers and how to set boundary conditions. The application of HyperMesh on the CFD field might offer some references for others.Key words: HyperMesh solid map CFD1 概述目前CAE分析技术已成为许多领域重要的分析工具，有些CAE软件本身就具有较强的前后处理功能。

一般而言，分析过程中网格划分大约占用80%的时间，随着问题复杂程度的不断提高以及前处理时间的缩短，这些软件自带的前处理功能的局限性越来越大。

使用强大的前处理软件来进行网格的划分可以节省大量的时间，生成高质量的网格，以此提高计算效率和精度，使CAE仿真能够真正的满足科研及工程化的需求。

HyperMesh 是美国Altair公司的HyperWorks系列工程软件中的软件产品之一，是Altair 公司现在的旗舰产品。

CFD仿真技术在航空发动机中的应用

CFD仿真技术在航空发动机中的应用摘要：随着科学技术的发展，航空航天和空间技术有了飞跃的发展，在这些飞跃的发展技术中主要的技术就是CAE技术。

航空工业可以说是CAE技术发展的摇篮，各种CAE技术正是在以航空工业为主的实际工业应用的推动下在不到半个世纪时间里迅猛发展起来的。

以ANSYS、LS-DYNA、Nastran、CFX、Fluent等为代表的高端CAE软件早已活跃在全球航空工业中。

关键词：CFD仿真技术；航空发动机；应用1 引言目前国际知名企业的航空发动机研制周期从过去的10～15年缩短到6～8年甚至4～5年，试验机也从过去的40～50台减少到10台左右。

在发达国家的航空企业里CAE已经作为产品研发设计与制造流程中不可逾越的一种强制性的工艺规范加以实施，在生产实践作为必备工具普遍应用。

2、CFD技术国内外使用状况简介CFD作为CAE技术的一种，已经越来越多的被国内外航空企业广泛的得以应用。

第一个商用CFD软件包FLUENT，由与美国空军合作的流体技术服务公司Creare公司于1983年推出的。

商业CFD软件的开发及应用，加速了航空工业的发展，使得基于虚拟样机仿真的现代设计方法成为了可能。

以波音公司航空研发发展历史为例，不难发现，波音公司先后采用了经典的实验测试方法、半经验的方法、空气动力学的计算、政府内部及企业的CFD代码及广泛的采用CFD商业代码。

在波音公司2005年的软件应用报告中明确指明，在1998至2005年内，其公司每年数值仿真成果的增加量都接近84%左右，采用CAE/CFD的速度超过了工业的成长速度，CFD技术已经成为其设计的主要手段之一。

另外从美国软件公司ANSYS公司的销售业绩报告上显示，航空工业上的应用产值是其公司的主要收益来源之一。

CFD软件正以其强大的优势在研发中发挥的巨大的作用，例如在NISA的报告中提到，原本需要7年完成的维吉尼亚级潜水艇的设计，通过CFD技术的应用，5年就顺利完成；而预计需要11年完成的B-2轰炸机的飞行测试，则在短短的4年内就通过了测试。

HYPERMESH二次开发技术在车架结构分析中的应用

HYPERMESH二次开发技术在车架结构分析中的应用作者：龚剑云汤建农申振华孟强来源：《计算机光盘软件与应用》2014年第20期摘要：卡车车架数据规模大、重复操作多，导致车架前处理所需的工时在CAE分析流程中占绝大部分，而且容易出现操作失误、不易追溯、延误分析时间。

利用HYPERMESH二次开发接口，应用TCL/TK语言和其它语言结合方式，建立车架结构分析前处理管理平台，可以定制车架前处理整个流程，实现流程自动化，有效提高工作效率和规范性，从而达到前处理过程统一化和标准化。

关键词：CAE分析；HyperMesh；二次开发；流程自动化中图分类号：TP391.72车架是卡车的重要组成部分，在整车设计中占据着重要位置，车架结构分析的主要工作量在前处理。

基于HYPERMESH的二次开发，可以开发出自己的应用程序界面，建立车架结构分析前处理管理平台，把前处理中的数模导入、建模、装配连接、设置材料属性和零件属性、添加约束和载荷、建立分析工况等一系列过程固化，并能将各种车型的分析项、各种分析工况的边界条件固化。

因此基于HYPERMESH的二次开发不仅可以实现车架分析的流程化、标准化、规范化；还可以提高前处理的工作效率，减少人为错误和遗漏。

1 HYPERMESH二次开发的技术路线1.1 应用Tcl/Tk语言实现自动处理HYPERMESH是HyperWorks一系列软件中的前处理软件工具。

HYPERMESH软件的界面功能强大，Tcl/Tk脚本命令和函数非常丰富，每一项操作都有对应的命令，因此，完全可以通过编写脚本程序实现逻辑处理和界面功能。

例如，前处理过程中的CAD格式转换、定义Assembly和Component的层级关系、定义材料属性，定义约束、载荷、工况等。

1.2 应用VC++开发专用功能和集成界面用tcl命令文件处理单个模型或结果，可以方便的实现（局部环节）自动化，但不容易实现批处理以及和其他软件的集成。

HyperMesh中的CFD前处理功能

网格术语
特征化 (Featuring)和去特征化 (Defeaturing)
增添/简化模型的几何细节需要了解几何特征对于网格的拓扑影响
删除边添加边去除固定点添加固定点替换固定点
操作后
操作前
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CAD模型导入几何清理及模型简化 HyperMesh HyperMesh HyperMesh HyperMesh SimLab 面网格划分 HyperMesh HyperMesh HyperMesh AcuConsole SimLab 体网格划分 HyperMesh HyperMesh AcuConsole AcuConsole AcuConsole 求解器参数设置 HyperMesh AcuConsole AcuConsole AcuConsole AcuConsole
网格术语
几何拓扑 (Topology)
表面连通性(Connectivity)由SurfaceEdge控制如果一条SurfaceEdge与一个以上的面相连，那么这些面被认为是连通的根据与其连通的面的数量，SurfaceEdge可以被分为以下几类：
根据不同的颜色命名表面连通性的定义可扩展到网格连通性
理论流体力学 (TheoreticalFluidDynamics)
计算流体力学 (ComputationalFluidDynamics)
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某柴油机发电机支架仿真分析与结构优化

图2风扇风量和静压曲线图图1发电机支架系统有限元模型发电机支架有限元模型如图2所示，本文利Hypermesh软件对该发电机支架系统模型进行网格划分，发电机、发电机支架、吊环等均采用四面体单元，连接螺栓采用六面体单元，其中发电机支架等考察件的平均网格大4mm，非考察件的平均网格大小为6mm。

计算模态时，各接触面均采用Tie连接；强度计算时，支架与吊环接触面采用摩擦接触定义，发电机皮带轮采用约束，其余接触面均采用Tie连接。

模型接触定义所示。

有限元计算结果分析2.1模态分析图2发电机支架有限元模型图4接触定义图3边界条件及载荷定义图6应力分布云图2.2强度分析对发电机支架进行强度分析，施加螺栓预紧力、皮带力和沿坐标轴方向的15g冲击载荷，得到发电机支架各方向应力最大值见表4，应力分布云图如图6所示。

2.3滑移量分析发电机支架与吊环之间通过螺栓连接，施加最小螺栓预紧力，针对选用M10、M12、M14三种不同螺栓的情况，分别对各个接触面进行滑移量的计算分析。

计算结果表明，选用M10、M12、M14螺栓滑移量最大别为0.019mm、0.014mm、0.0105mm，均高于0.01mm，螺栓连接可靠性存在风险，M14螺栓滑移量云图7所示。

3优化设计与校核上述计算结果表明，该发电机支架的结构强度和螺栓连接可靠性均不满足设计要求，对支架进行结构优化并利Hypermesh对模型进行前处理得到优化后发电机支架有限元模型如图8所示。

对优化后的发电机支架系统进行模态、强度、滑移计算分析。

优化后的发电机支架前三阶固有频率见表5，一阶振如图9所示。

计算结果表明，一阶频率数值图5发电机支架系统一阶振型图表4发电机支架应力最大值冲击方向Mises应力最大值（MPa）Front Back 237161图7M14滑移量云图内，支架共振风险较小，建议在实际使用中验证。

优化后的发电机支架强度分析结果见表6，对比原有结构方案，优化后的发电机支架在Right方向冲击载荷下产生应力最大值168MPa，低于发电机支架材料Q235A屈服强度235MPa，应力云图如图10所示，支架强度满足设计要求。

HyperWorks 在汽车零部件有限元分析中的应用

HyperWorks 在汽车零部件有限元分析中的应用1 概述随着计算机辅助设计和制造技术的日趋成熟，设计人员迫切需要一种能对所做的设计进行快速、精确评价分析的工具，而不再仅仅依靠以往积累的经验和知识去估计。

Altair 公司HyperWorks 软件正是这样一个有效的工具。

他能与常用的CAD 软件相集成，实现"设计－校核－再设计"的功能，可以轻松的直接从CAD 软件中读取几何文件，并将最终的仿真计算结果反馈到CAD 几何模型的设计中。

同时由于有限元计算的高精度，可以减少试验次数，大大降低产品开发成本，缩短产品开发周期，提高产品设计质量。

本文通过两个案例，阐述了如何利用HyperWorks 软件简化边界条件及计算复杂结构的强度，并通过与理论解的对比，验证HyperWorks 软件在有限元计算方面的准确性。

2 案例一：摩擦片从动盘的强度计算由于摩擦片的形状比较特殊，九个叶片和内部八根加强筋呈同心圆分布，本案例介绍了如何灵活使用简化方法划分有限元网格及简化加载。

摩擦片从动盘的几何模型如图 1 所示。

2.1 摩擦片从动盘有限元模型的建立由上述图1 可见，摩擦片从动盘的九个叶片和八根加强筋呈同心圆分布，因此在划分此摩擦片从动盘有限元模型时可以将划分过程分成两部分：内圈加强筋部分和叶片部分，在接合部分进行局部修改缝合。

首先可以将内圈几何模型分成八部分，叶片分成九部分，分别选取其中的一片进行网格划分，如图2 所示。

再使用HyperMesh 的旋转功能Rotate 划分出整个网格，最后进行局部缝合，这样，整个摩擦片从动盘的2D 网格就完成了，继续使用3D 中的拉伸功能，完整的三维网格就建立成功了，如图 3 所示。

2.2 材料和边界条件该摩擦片从动盘采用QT450 制成，其材料参数如表1 所示。

模型的强度不仅与模型的建立有关，还和模型边界条件的定义有密切关系。

上述摩擦片在运行过程中靠外围的九个叶片的相互摩擦来其到制动作用。

汽轮发电机组动态模型研究与应用_赵征

文章编号:1006-6705(2002)02-0007-04汽轮发电机组动态模型研究与应用赵　征,曾德良,刘吉臻(华北电力大学动力系,河北保定071003)Analysis and Application of Turbine-Generator Unit Dynamic ModelsZHAO Zheng,ZENG De-liang,LIU Ji-zhen(Nor th China Electric Pow er U niversity,Baoding071003,China)A bstract:T he development of the turbine-generato r unit dynamic model is presented.T he problems in the researches of the dynam-ic response characteristics of the units and design of new coo rdi-nated control sy stems are analyzed.In order to solve these prob-lems,the dynamic model structure for drum boilers is presented by considering the sy stem non-linearity.T he solutions of the un-defined parameters,the efficiency and generality of the dynamic model are discussed.Key words:boiler-turbine;dy namic mo del;coordinated control system摘要:介绍汽轮发电机组动态模型研究的发展状况,分析现有模型在研究机组动态特性和设计评价新的协调控制系统的应用中存在的一些问题。

综合运用HyperMesh和Deform的汽车顶杆有限元分析

.
1
使用 HyperMesh 处理网格
利用 H y perM esh 作为 Def orm 的网格处理工具, 其实现过程主要为几何清理、网格划分和网格输出 . 1. 1 几何特征的清理 FEM 模型是只需要简化的几何模型 , 要求对
模型部件的一些细节进行简化, 如倒圆角、小孔等 . 但有时几何模型导入过程中也会出错, 比如曲面间存有缝隙、重叠、边界错位等. 在 FEM 模型建立过程中 , 几何清理极其重要 , 原因在于 : 1) 几何清理是划分网格的根本, 几何清理的好坏直接影响到网格质量. 2) 几何清理降低分析人员的工作量, 对于一些不影响整体功能的小特征给予适当抑制, 在减少工作量的同时也提高了网格质量. 3) 几何清理有助于提高网格的美观程度. 采用 UG 软件建立汽车顶杆零件 3D 几何模型后 , 以 .iges 格式导入 H yperM esh, 对导入的模型进行几何特征的清理 . 汽车顶杆零件的几何造型
即可, 此时的有限元文件格式就是 Def orm 软件中的求解器可以识别的文件格式. 在 Def orm 软件的 m esh 选项中 , 一次性将几何实体与网格一起导入 Def orm 软件, 结果如图 3 所示 .
图3 Fig. 3
四面体网格 Tetrahedral mesh
2
使用 Deform 计算等效应力
基金项目 : 上海市教育委员会科研创新资助项目 ( 09Y Z168) ; 上海市重点学科建设资助项目 ( J51402) 作者简介 : 朱卉 ( 1987- ) , 女 , 在读硕士 , 研究方向为材料加工仿真 . E mai l: mut us heng@ s ina. com 指导教师 : 龚红英 ( 1974- ) , 女 , 副教授, 博士 , 研究方向为金属材料塑性成形及工艺控制 . E m ail: gh yyw@ 163. com

基于Hypermesh和Ansys的发动机右悬置模态分析

基于Hypermesh和Ansys的发动机右悬置模态分析彭振旺2012-9-13如下图是B21-4G63-MT发动机右悬置总成，由两部分组成，发动机右悬置与车身三点连接，铸铁连接板与发动机三点连接。

铸铁连接板与发动机右悬置通过螺栓连接，橡胶软垫防止刚性碰撞。

在分析发动机悬置的模态时，通常是分为车身侧与发动机侧，两者之间连接即是悬置橡胶软垫或者液压腔体。

发动机右悬置在实际的生产中分为几个部分，然后通过点焊、缝焊连接，各焊接部分名称、材质及厚度如下图。

进入到hypermesh的ansys模块，在hypermesh中进行前处理，利用midsurface抽取中面，利用autoclean自动清理面。

定义材质Create/edit弹性模量是2.1E+005，泊松比是0.3，密度是7900定义壳单元，注意使用SHELL63P，然后create/edit在TKJ（1）中输入钣金的厚度。

定义ET TypesCreate定义comp，create/edit点击TYPE选择刚刚定义的et1定义comp之后，将2D网格划分在相应的comp中，然后进行装配。

各comp之间使用焊接，定义一个comp，将rigid放入其中，即可实现焊接。

全部焊接完成后如下图：使用Export导出为cdb格式改变显示方式为Elements材质、网格已经完成，只需添加约束，载荷。

Solution----Define Loads----Apply----Structural----Displacement----On Nodes，选择悬置上面与车身连接的螺栓孔，添加约束。

下图中紫色部分是焊接，表示ansys能够识别hypermesh的rigid功能。

可以实现焊接功能。

由于进行的是模态分析，不添加载荷。

按以下步骤进行：Solution----Analysis Type----New Analysis----modal选择模态分析Solution----Analysis Type----Analysis Options，输入模态分析的阶数，如10阶，OK----OKSolution----Load Step Opts----ExpansionPass----Single Modes----Expand Modes，输入10阶，OK 求解。

基于Hyperworks的发动机连杆有限元模态分析

¨ ［｛｛｛，Ｘ｝Ｍ］Ｃ］Ｘ｝Ｋ］Ｘ｝＝｛Ｆ｝＋［＋［
（）１
式中Ｍ，阻尼矩阵和刚度矩阵。Ｃ，Ｋ分别为系统的质量矩阵、对于连杆体的模态计算来说，阻尼对结构的固有频率和）变为振型的影响很小，可令Ｃ＝０，因此方程（１
¨ ［｛｛。Ｘ｝Ｍ］Ｋ］Ｘ｝＝｛Ｆ｝＋［
基于Ｈｅｒｗｏｒｋｓ的发动机连杆有限元模态分析ｙｐ
李鹏１，张保成１，李星２，胡祝昌１，赵开敏１
（）中北大学机电工程学院，太原０唐山学院科研处，河北唐山０１．３００５１；２．６３０００
摘要：以发动机连杆为研究对象，采用Ｈ以及ｅｒｗｏｒｋｓ分析软件对连杆前十阶的模态分布情况，ｙｐ每一模态相对应的振型进行了分析，结果表明：连杆的振动形式表现多样，导致连杆产生弯曲变形设计时应尽量减少变形对连杆性能的损失。严重，关键词：发动机连杆；有限元法；模态分析；弯曲变形
第３期
李鹏，张保成，李星，等：基于Ｈｅｒｗｏｒｋｓ的发动机连杆有限元模态分析ｙｐ
·３３·
４结论
本文在有限元法的基础上，结合模态理论，应用Ｈｅｒ－ｙｐ得出以下ｗｏｒｋｓ软件对连杆结构进行模态计算和分析，结论：（）连杆的振动形式表现多样导致其产生弯曲变形严重。１图１１连杆的第十阶振型为二阶弯曲，方向垂直于气缸中心线前后弯曲；第六阶振型为二阶扭转，方向垂直于气缸中心线前后扭转；第七阶振型为二阶弯曲，方向垂直于气缸中心线左右弯曲，小头部分严重失圆，连杆小头失圆；第八阶振型为典型的弯扭变形，连杆发生严重变形，影响连杆的工作性能和寿命；第九阶振型为二阶弯曲，方向垂直于气缸中心线前后弯曲，弯曲形状比第五阶振型的弯曲加剧；第十阶振型为二阶弯曲，方向垂直于气缸中心线左右弯曲。振型中存在的连杆小头和大头的失圆现象，会导致连杆小头与活塞销及大头与曲轴颈配合失产生一系列故障，甚至会引起连杆断裂。所以，在设计连效，尽量避免这些情况的发生。杆时应充分考虑其动态特性，（）振型中存在的连杆小头和大头的失圆现象，导致连２杆小头与活塞销及大头与曲轴颈配合失效，这是连杆设计的应尽量减少变形对连杆性能的损失。薄弱环节，

205_应用CFD进行发动机的传热计算和循环平均热通量的预测_长城赵铮

2011 AVL 先进模拟技术中国用户大会论文
缸内 CFD 结果自然吸气机型的缸内 3-D 结果主要和校正后的 1-D 模型进行了缸压曲线对比，并也和试验值进行了对比。如图 6（a）所示，最大爆发压力为 67bar 左右，并且出现在燃烧上止点后 16-18degCA 左右。图 6(b)展示了增压后机型的缸内 3-D 结果与 1-D 预测模型的缸压曲线对比，最大爆发压力为 81bar，并且出现在燃烧上止点后 23-25degCA。从曲线上来看，3-D 结果与 1-D 结果吻合较好，即认为 3-D 模型能够反映缸内的工作过程。
图 4 缸内 CFD 计算后映射到有限元网格的温度场 2011 AVL 先进模拟技术中国用户大会论文
结构有限元分析稳态温度场的计算模型包括发动机的缸体、缸盖和缸垫，由 hypermesh 软件划分四面体单元，网格数量 50 万。求解过程由非线性求解有限元软件 abaqus 来完成。水套的温度和对流换热系数和缸内的热通量映射到缸体缸盖的网格单元上，机油道给定恒值的温度和对流换热系数，发动机的其它外表面设定为绝热。
2011 AVL 先进模拟技术中国用户大会论文
2、 1-D 发动机热力学模型的建立。 3、 3-D 冷却水套的 CFD 分析。 4、 3-D 缸内一个循环的瞬态分析。 5、发动机结构 FEA 分析。
台架试验三维水套 CFD 分析结构有限元分析
一维发动机热力学分析
三维缸内瞬态分析
图 1 发动机结构温度场分析流程图
参考文献
[1] S.Etemad,C.F.Stein,S.Eriksson. Heat Transfer Analysis and Cycle Averaged Heat Flux Predictionby Means of CFD andits Validation for an IC-Engine.SAE Paper NO.2005-01-2029.2005 [2] S. Etemad, J. Wallesten, C.F. Stein, S. Eriksson and K. Johansson, CFD-Analysis of Cycle Averaged Heat Flux and Engine Cooling in an IC-Engine.SAE Paper NO.2005-01-0200.2005. [3] 杨嘉林.车用汽油机燃烧系统的开发.机械工业出版社.2009

Hypermesh和GAMBIT在CFD应用中的优势对比研究

Hypermesh和GAMBIT在CFD应用中的优势对比研究朱帆;赵又群
【期刊名称】《机械科学与技术》
【年(卷),期】2010(029)009
【摘要】通过对比研究两款面向CFD的专业前处理软件,比较它们的优势和适用领域,可以为计算流体动力学分析选择合适的前处理软件,提高研究和计算的效率.笔者以网格划分软件GAMBIT和Altair公司的Hypermesh为研究对象,通过风洞汽车模型的对比研究证明了Hypermesh在CFD解决方案中的可行性.再从风洞客机模型说明Hypermesh具备良好CAD接口,高网格质量,和自动生成从入口到出口流体网格的优良特性,是复杂几何模型CFD问题的首选方案.从内循环管仿真试验得出GAMBIT支持更多种类边界条件,是复杂边界条件下的CFD问题优选方案的结论.
【总页数】4页(P1235-1238)
【作者】朱帆;赵又群
【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院,南京,210016;南京航空航天大学能源与动力学院,南京,210016
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.73
【相关文献】
1.CFD及ASM-CFD在MBR研究中的应用进展 [J], 张晴;樊耀波;魏源送;郁达伟;徐荣乐
2.Gambit软件在《对策论》教学中的应用 [J], 王利明
3.HyperMesh二次开发在汽车座椅安全带固定点强度分析中的应用 [J], 陈坤;黄美华;张俊;高彦超;蒋成约
4.3D-Mine与HyperMesh在三维渗流计算模型中的应用 [J], 李鑫;刘恩龙;毛磊
5.Hypermesh二次开发在乘用车接头刚度仿真分析中的应用 [J], 王鹏;杨建森;武振江;曹建;吴杨
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基于Hypermesh的某汽车发动机面罩的性能分析

基于Hypermesh的某汽车发动机面罩的性能分析赵永涛;王幼民;张瑶瑶;李祥祥【期刊名称】《新余学院学报》【年(卷),期】2018(023)003【摘要】为验证某款汽车发动机面罩的刚度、强度和模态是否满足设计要求,利用Hypermesh 软件对该发动机面罩进行有限元建模及刚度、强度和模态分析.通过分析发现,虽然发动机面罩刚度、强度满足性能要求,但其约束模态频率小于目标值,从而会产生较大的振动.因此采用在内板增设加强筋的方法对其进行结构改进,结果表明,改进措施可行.%In order to test whether the stiffness, strength and modality of a auto engine cover satisfy the design requirements, this paper makes the finite element modeling and analyzs the stiffness, strength and modality of the engine cover by Hypermesh. Through the analysis, this paper concludes that although the stiffness and strength of the engine cover meet the performance requirements, the constrained modal frequency is smaller than the target value, which will result in harder vibration.Therefore, we add stiffeners of the inner panel to improve its structure and the results show that it is feasible.【总页数】5页(P5-9)【作者】赵永涛;王幼民;张瑶瑶;李祥祥【作者单位】安徽工程大学机械与汽车工程学院,安徽芜湖 241000;安徽工程大学机械与汽车工程学院,安徽芜湖 241000;安徽工程大学机械与汽车工程学院,安徽芜湖 241000;安徽工程大学机械与汽车工程学院,安徽芜湖 241000【正文语种】中文【中图分类】U463.83+3【相关文献】1.基于hypermesh的乘用车车门性能分析及结构优化 [J], 肖凯锴;柴梓晴2.基于Hypermesh的某汽车发动机面罩的性能分析 [J], 赵永涛;王幼民;张瑶瑶;李祥祥;3.基于HyperMesh的汽车驻车制动手柄性能分析 [J], 胡静;于正林4.基于HyperMesh的汽车发动机冷却风扇有限元分析 [J], 陈凯5.基于HyperMesh的汽车发动机冷却风扇有限元分析 [J], 陈凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Hypermesh二次开发在汽车发动机盖内板重力仿真分析的应用

Hypermesh二次开发在汽车发动机盖内板重力仿真分析的
应用
钟晗;罗帅;王鹏;陈泽中;滕琳;宋仁宏
【期刊名称】《有色金属材料与工程》
【年(卷),期】2022(43)3
【摘要】基于HyperMesh建立计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)模型并使用Optistruct进行求解,对放在定制检具上的零部件的实际受力进行仿真,得到零部件整体的受力情况与位移大小,从而验证检具基准点与检具结构。

以汽车构件原始数据模型为输入,基于Tcl/Tk脚本,利用Hypermesh的应用程序编程接口(application programming interface,API)和Excel工具,编写了零部件重力仿真全流程自动化脚本,集成了包括网格划分、材料属性设置、边界条件设置、载荷施加、工况步创建等步骤。

运用该脚本,避免手动输入大量信息,提高了分析结果的准确性和一致性,缩短企业优化检具定位点与定位基准方案设计的时间,为企业后续的开发工作积累经验。

【总页数】8页(P43-50)
【作者】钟晗;罗帅;王鹏;陈泽中;滕琳;宋仁宏
【作者单位】上海理工大学材料与化学学院;上汽通用汽车有限公司整车制造工程部
【正文语种】中文
【中图分类】U463.8
【相关文献】
1.汽车发动机盖内板冲压成形有限元分析
2.HyperMesh二次开发在汽车座椅安全带固定点强度分析中的应用
3.HyperMesh二次开发在汽车座椅安全带固定点强度分析中的应用
4.Hypermesh二次开发在乘用车接头刚度仿真分析中的应用
5.基于HyperMesh二次开发的汽车碰撞仿真模型定位工具
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袁立典_HyperWorks在发动机盖过关量分析中的应用

HyperWorks在发动机盖过关量分析中的应用Application of HyperWorks in bonnet slam test袁立典(一汽轿车股份有限公司、吉林长春、130000)摘要: 发动机盖是车辆的重要子系统，经常开启关闭。

在关闭过程中，如果发动机盖结构及缓冲块位置和缓冲块压缩特性设计不合理，发动机盖前缘会与前大灯及格栅发生磕碰，严重时会损坏前大灯。

借助于HyperWorks软件，工程师在设计方案冻结前对发动机盖过关量进行分析评价，并对改善过关量提出优化建议。

关键词:HyperWorks 发动机盖过关量锁机构Abstract: Bonnet is the key subsystem of BIW, and needs to open and close regularly. If bonnet structure and the location of bump stops not properly designed. In the slam test, headlights will be damaged. Using HyperWorks, engineers will identify the design defect, then propose optimization suggestion.Key words:HyperWorks，bonnet，slam, lock1 前言发动机盖通过铰链与车身连接，铰链分为一般铰链（图1）及四连杆铰链（图2）。

本文研究的对象为一般铰链形式的发动机盖（图3），共有3对缓冲块。

发动机盖关闭过程及过关量定义：把发动机盖抬起一定高度后释放，发动机盖在重力作用下自由下降，重力势能转化为发动机盖绕铰链旋转轴的转动动能。

在发动机盖的U型锁勾接触到锁的上端后，在动能的冲击下U型勾卡入锁中，然后发动机盖内板与缓冲块接触，在缓冲块的缓冲下发动机盖速度进一步降低，在经过发动机盖设计关闭状态后，在惯性作用下发动机盖前端会继续下降，这个继续下降的最大垂向位移即为过关量。

HyperWorks在发动机正时罩盖模态分析中的应用

HyperWorks在发动机正时罩盖模态分析中的应用本文以有限元理论为基础，用HyperWorks软件对发动机正时罩盖进行模态分析，先用HyperMesh划分网格，然后用RADIOSS求解器进行计算，最后用HyperView进行后处理。

将计算结果与试验结果进行对比，验证了计算结果的准确性。

0 概述目前汽车NVH越来越受重视，对汽车NVH有重要影响的发动机的振动噪声分析已经贯穿于发动机的整个设计开发过程。

影响辐射噪声的零部件，如油底壳、汽缸盖罩、正时罩盖等，在设计时就需要进行模态分析，找出影响零部件频率的薄弱部分，然后进行结构优化设计。

1 有限元模型建立点击图片查看大图点击图片查看大图图1 有限元网格（上图为外部视图，下图为内部视图）用Pro/E画出正时罩盖数模，保存成iges格式后导入HyperMesh。

先划分面网格，网格尺寸为6mm，划分网格时保留所有筋特征，然后生成二阶四面体网格。

二阶四面体网格节点数118315个，单元数60848个。

2 有限元计算结果点击图片查看大图图2 频率表图2为RADIOSS用Lanczos法计算的正时罩盖固有频率表，前六阶模态为刚体模态，为了便于与试验的结果进行对比，称计算的第七阶模态为第一阶，第八阶模态为第二阶，依次类推。

点击图片查看大图一阶计算值148试验值144误差2.7%点击图片查看大图二阶计算值214试验值216误差0.93%点击图片查看大图三阶计算值408试验值394误差3.6% 点击图片查看大图四阶计算值446试验值445误差0.2% 点击图片查看大图五阶计算值574试验值578误差0.7%六阶计算值695试验值689误差0.9% 图3 模态计算结果与试验结果对比由图3可知，模态计算的前六阶振型与试验的前六阶振型完全对应，频率误差最大值为3.6%，可以通过计算针对薄弱部分进行下一步的结构改进，对改进方案的评价可用模态分析来代替试验，直到获得最佳设计方案。

202 发动机油气分离器CFD模拟分析及结构优化_长城_杨日升等

发动机油气分离器CFD 模拟分析及结构优化杨日升赵铮韩占群（长城汽车股份有限公司动力研究院，河北省保定市）摘要：本文应用AVL FIRE 软件对发动机油气分离器方案（优化前）进行CFD 模拟分析，通过计算得到其进出口压损及油气分离效率，并根据实际设计需要对所计算的油气分离器进行结构优化，再次利用AVL FIRE 对优化后方案进行CFD 分析验证。

通过这样的一系列分析过程，提高油气分离器的分离性能，为发动机的油气分离器提供设计指导。

关键词：旋风式；油气分离器；CFD 分析；油粒；分离效率；进出口压损主要软件：A VL Fire1. 前言在发动机的运行过程中，发动机的曲轴箱会发生窜气，会导致燃油蒸气和水蒸气凝结，从而使机油变质，污染发动机零部件；如果窜气没有及时导出，发动机长时间工作将会导致曲轴箱内压力过大，产生各接合部件间漏气、漏油的现象；同时，发动机的性能会随窜气量的增加而下降，油耗随窜气量的增加而上升；更重要的是会导致发动机寿命缩短很多。

因此，必须采用曲轴箱通风系统，把曲轴箱内的气体导入到进气歧管内随新鲜充量一起进入气缸再次燃烧，这样也有利于降低油耗，减少能量损失。

但由于窜气中带有机油颗粒，而且机油不能完全燃烧，对排放也产生负面影响，这就需要设计一款能满足一定要求的油气分离器，在窜气导入进气歧管之前将液相的机油分离出去。

本文针对我公司正在开发的一款发动机油气分离器进行CFD 分析，通过对结果进行分析，并结合实际需要对该方案进行结构优化，以提高油气分离器的分离性能。

2. FIRE 油气分离器CFD 计算2.1 建立模型本油气分离器采用的是旋风式分离结构，依靠油粒自身重力和惯性以达到分离油气的目的，该结构具有结构简单、安装维修方便、工作连续可靠、成本低、易于清洗等优点。

采用前处理软件抽取该油气分离器的数模内腔，并对内腔进行几何清理，划分面网格。

通过把面网格导入AVL Fire 前处理网格划分模块FAME 中进行体网格的划分，并对局部区域进行网格加密及REMOVE 处理，生成带有一层流体边界层的体网格，网格数量在14~16万之间。

基于hypermesh的发动机零部件网格划分

ｈｅｘａｈｅｄｒａｌｍｅｓｈ，ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌｍｅｓｈａｎｄ２Ｄｑｕａｄｒｉｌａｔｅｒａｌｍｅｓｈｗｈｉｃｈａｉｍａｔｅｎｇｉｎｅｖａｌｖｅ，ｃａｍｓｈａｔｆ，ｃｒａｎｋｓｈａｆｔ，ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｒｏｄ，ｐｉｓｔｏｎ，ｃｙｌｉｎｄｅｒｈｅａｄ，ｅｎｇｉｎｅｂｏｄｙａｎｄｏｉｌｐａｎｗｅｒｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．Ｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｓｈｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅｐａｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥｎｇｉｎｅＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｓｈＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＨｙｐｅｒｍｅｓｈ
机零部件的设计周期和降低发动机零部件的开发成
本。鉴于有限元分析在发动机零部件开发设计的流程中所起的重要作用。有限元分析结果的准确性和可靠性就显得尤其重要。而网格划分质量的好坏是
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｓｈｏｆｔｈｅｍａｉｎｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅｗａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｈｙｐｅｒｍｅｓｈｓｏｆｔｗａｒｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｇｉｎｅｐａｒｔｓａｎｄｕｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｖａｒｉ－

基于Hyperworks的发动机连杆有限元模态分析

ｄｉ ’ｄｓｒｂｕｉｎｏｆｔｉｓｅｔｐｆｔｅｃｎｎｃｉｏｎｄｔｅｃｒｅｐｄｉａｓｉｔｉｔｏｈｅｆｒｔｔｎｓｅｓｏｈｏｅｔｎｇｒｄａｈ０ｒｓ０ｎｎｇｍｏｄｓｏ－ｅｆｖｉｂａｉｆｅｃｄａｎｄｔｅｕｌｓｓｗｈａｈｅｄｉｒｉｙｏｆｃｎｅｔｎｏｄｒｔｏｎｏａｈｍｏｌａｈｅｒｓｔｈｏｔｔｔｖｅｓｔｏｎｃｉｇｒｓ’ｖｂａｉｎｌａｉｒｔｏｅｄｓｔｈｎｎｇｄｆｅｔｏｎｏｆｃｎｅｔｎｇｒｄｓａｈｏｄｔｙｏｅｔｔｅｃｈｏｓｏｈｅｏｔｅｂｅｄｉｅｌｃｉｏｎｃｉｏｎｄｗｅｓｕｌｒｕｒｂｓｏｒｄｕｅｔｅｌｓｆｔ
随着发动机向高速化和大功率化方向发展，了减小振为
动，对连杆动态特性的研究已经成为连杆设计中的重要环节。将有限元技术和模态分析理论应用于连杆的设计中，可
Ｉ｛）［］｝［］Ｘ｝：｛，－＋ｃ｛＋Ｋ｛Ｍ］Ｆ｝
（）阵和刚度矩阵。ｃ，阻对于连杆体的模态计算来说，尼对结构的固有频率和阻
振型的影响很小，令Ｃ＝０因此方程（）变为可，１
以提高连杆结构的合理性和可靠性。本文基于Ｈｙｅｗｒｓｐｒｏｋ