hyperworks_CAE二次开发技术应用

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– 实现批量、自动、后台处理
• 避免不必要的图形化操作
•
目标分析
•
可行性分析
– CAE分析遵循特定的流程规范 – 软件功能不断完善
• • • 交互式操作―转换为” 脚本文件和后台操作 批量选择模型文件，自动处理模型列表 实现一些特定的功能需求
– 开发程序界面提高操作效率
自动指定材料模型、指定板厚模型、查错功能
材料和板厚模型的模板文件 定义模型对应的脚本命令 编写输出批量定义的命令流 从HM中输出零件的材料和板厚 与BOM表中信息批量对照查错
定义材料模型
*createmark(components,1) "5301041-J1" *materialupdate(components,1,‖steel_270‖)
380932722@ Simulation Process & Data Management
Altair TCL & Java
Wisdplat Software Technology Limited
14 August 2013
目
录
1. CAE二次开发技术概述
380932722@ 2. 车身有限元建模批处理技术
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2. 车身有限元建模的批处理技术
• 零部件模型自动装配
– 手动操作过程
• • • • • • • • • HM依次导入多个hm文件 多次选择不同目录 手动定义assembly 依次移动component到assembly
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– 批处理功能需求
快速选择目录和子目录中的hm模型列表 识别文件和文件夹的层级关系 自动导入模型文件 自动调整模型的层级关系 保持模型树与文件夹的一致性
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– 前、后处理占用时间多（>80%） – 结构方案修改次数多
•
批处理和自动化的需求
– – – – 建模、前处理、求解、后处理 分析报告、其它过程 规范性的要求、软件的现有功能 需求驱动技术
• 流程自动化逐渐成为一种发展趋势
•3
1. CAE二次开发技术概述
解决方案的思路
初始速度、初始角速度、重力加速度等；
时间步长、求解时间、沙漏控制、输出参数等； 输出key文件
求解设置： 导出求解模型：
•20
3.整车碰撞CAE流程自动化技术
沙漏控制
•
前处理自动化
– 关键问题
• • • • 每一个操作步骤对应的命令流脚本 障碍壁模型自动定位：一车多工况
*createmark cards 2 "HourGlass" *attributeupdateintmark cards 2 2098 9 1 0 4 *attributeupdatedoublemark cards 2 2099 9 1 0 0.05
– 焊点模型的类型
• • • • • • • 焊点、焊缝
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– CAD焊点
3D、2D 球、块、点、线 Connector（HM中的焊点几何模型） Spotweld、Cweld、ACM（有限元焊点模型） 空间坐标（X、Y、Z） 连接关系（层数、零部件）
– CAE焊点
– 焊点基本要素
3. 整车碰撞CAE流程自动化技术 4. 其它CAE二次开发应用 5. 小结和建议
•2
1. CAE二次开发技术概述
问题由来 • 整车CAE流程中的总体特点
– 数据规模大、重复操作多、可追溯性差
• • 车身零部件（200-400）、车身焊点（4000） 导入CAD模型、网格划分和调整、定义材料和板厚、……
白座车 车椅门 身总总 成成
内仪备电线其 饰表胎子束他 板板 设 附 备 件
副减控转稳制转橡 车振制向定动向胶 架器臂节杆盘机悬 置
扭扭弹减制制橡 梁杆簧振臂动胶 器 器悬 控置
轮轮 胎辋
金属结 构件
车身 附件
前桥
后桥
车轮
车身系统
动力总成
底盘系统
整车有限元模型
•6
2. 车身有限元建模的批处理技术
• 结构CAD模型格式转换
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网格调整
几何清理
导入焊点 模型
准备CAD模型 整理明细表
CAD模型 格式转换
批处理 网格划分
网格模型 自动装配
建立焊点 有限元模型
定义材料 单元属性
检查模型信息
干涉调整
手动操作部分
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程序操作部分
3.整车碰撞CAE流程自动化技术
• 整车碰撞仿真基本流程
– 前处理
• • 边界条件、接触设置、求解设置 界面操作、命令行操作
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– 商用软件现有功能
HyperMesh——BatchMesh 功能随版本的变化情况
– – – – 用统一的网格规则（7.0） 选择子目录中的文件（8.0） 划分后文件保存在原路径（9.0） 划分后模型文件名不变或可调（？）
– 解决方案：后台自动操作 – 补充功能：更改零件名称
选择目录和子目录中的模型文件 自动生成格式转换的脚本文件 后台调用CATIA、HyperMesh 实现多种格式的相互转换 实现文件路径的合理控制
– 模型转换的检查
• 手动和自动操作的异同点
•8
2. 车身有限元建模的批处理技术
• 网格批处理划分
– 手动操作过程
• • • 设定网格参数，automesh
•
开发批处理程序的优势
– 快速、自动 – 模型信息可追溯性强模的批处理技术
• 其它建模技术的二次开发需求
– 刚体模型——动力总成
• • 刚体表面网格 质量、质心、惯性矩阵
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– 轮胎模型
• • • • 不同型号、尺寸、重量的轮胎 简化模型、详细模型 发动机悬置、底盘各种橡胶衬套 弹性中心、各向刚度和阻尼
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3.整车碰撞CAE流程自动化技术
• 前处理自动化
– 主要步骤
• • • • •
– –
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导入障碍壁模型： 接触设置：
定义主从接触面、接触类型、动静摩擦系数等； RigidWall、MDB、ODB、RMB、POLE等；
边界条件：
–
– –
对MDB进行定位
set x [expr [lindex [lindex $m 0] 0]-[lindex [lindex $n 0] 0]] set y [expr [lindex [lindex $m 0] 1]-[lindex [lindex $n 0] 1]] set z [expr [lindex [lindex $u 0] 2]-[lindex [lindex $k 0] 2]] *createmark comps 1 "by assembly" MDB if {$x != 0} { *createvector 1 1 0 0; *translatemark comps 1 1 $x; } if {$y != 0} { *createvector 1 0 1 0; *translatemark comps 1 1 $y; } if {$z != 0} { *createvector 1 0 0 1; *translatemark comps 1 1 $z; }
•4
1. CAE二次开发技术概述
应用前景 • CAE分析全流程
– 建模、前处理、求解、后处理、报告 – 专用功能、试验结果处理
前处理 几何模型 网格划分 材料特性 边界条件
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• • 各专业CAE分析
– 结构有限元、多刚体、CFD
求解模型
CAE技术管理
– 模型和参数、数据及流动 – 流程、规范、结果 – 程序开发能“固化”流程和规范
共性问题

模型参数与物理参数一致性 多种仿真模型的参数通用性
– 橡胶悬置模型
技术目标

开发专用程序或模板文件 统一对应不同仿真需要 积累基础数据
– 附加质量
• 集中质量、分布质量、质量平衡
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2. 车身有限元建模的批处理技术
• 车身结构有限元建模流程
干涉调整 CAD焊点 模型转换
文件夹层级关系
=
模型树层级关系
•10
2. 车身有限元建模的批处理技术
• 材料模型和板厚模型自动定义
– 手动操作过程
• • • 在装配后模型中逐个、分批定义 需要与BOM表一一对照 容易出现错漏或误操作
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– 批处理功能需求
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按材料模型查看零件 按板厚模型查看零件
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2. 车身有限元建模的批处理技术
• 焊点CAD模型格式转换
– 手动操作过程
• • • 导入CAD模型、建立Connector 定义Connector的层数和连接关系 定义Connector的FE模型
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– 批处理功能需求
• • 快速、准确、自动处理 能适应各种不同的焊点CAD模型
– – Point、Line、Surface、Solid *.igs、*.stp、*.mcf 碰撞模型 模态、刚度、强度模型 焊点对应的hm文件、mcf文件
•
适应不同类型有限元模型之间的转换
– –
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2. 车身有限元建模的批处理技术
• 焊点CAD模型格式转换
– 解决方案关键技术
• • • • • • • 识别焊点的坐标和层数 *.step 输出HM适合的焊点文件 *.mcf *.mcf、*.xml文件的输入输出 操作过程类似 适应多种CAD格式的焊点数据 CAD模型与CAE模型的统一性 焊点模型的直径、材料