HyperMesh基础培训教程(中文版)课件

有限元求解
结果分析
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➢ 常规建模流程
读入文件 （HM,CAD,FEM）
生成2D网格
建立载荷工况
设置模板
生成3D网格
设置计算参数
几何清理 (Geometry Cleanup)
清理模型
建立Mat collectors 输入材料参数
建立载荷Collectors (Loadcols)
生成Component
automatic interactive
Density Algorithm Biasing Details Check
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interactive automesh
reset meshing parameters
选择
不选择
采用当前选择的单元类型、 采用对应面上一次选 大小等参数划分网格 用的参数划分的网格
添加载荷
输出有限元文件
利用optistrut解算器 求解
利用HyperMesh 进行后处理
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➢ HyperMesh缺省文件
• hm.cfg 内部配置文件 • command.cmf 命令文件 • hmmenu.set 用户界面配置文件 • [feinput translator name].hmx 不支持的FEM内容文件 • [feinput translator name].msg 输入信息文件
Y方向
o边n界条件： 一端约束，一端受若干种力（3个工况）
2 lateral
大小10000
方向垂直于弹簧端面
3 comb
compressio n
用 load 卡 组合单个 载荷
lateral
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➢ Spring Linear Analysis with Optistruct
建立有限元模型
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➢ HyperMesh窗口简介（二）
主 菜 单 区 ： Graphics Area
显示几何，模型及曲线
HyperMesh 根 据 菜 单 的 功 能 将 其 分 成 七 页 ： Geom: 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 2D: 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 Bcs: 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 Post: 后处理及编辑PLOT功能菜单
检查
Quality check
形成封闭的 2D mesh 面
3D mesh tetra
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单元质量检查
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4 Skew CTRIA3 Skew Angle SKEW = 90 – MIN(a1,a2,a3)
a1
a2
a3
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CQUAD4 Element Check
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• Linear Solid
在两个相似的网格面之间，创建Hex和Penta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。
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• Solid 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。
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L max
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CQUAD4 Skew Ratio
即对应边中点连线的夹角中最小角的余角。
SA = 90 - MIN(d1, d2)
d
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CQUAD4 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成夹角的最大夹角， 该角即为Warp Angle 。
信 息 栏显态示及当当前前操 信作息状
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Macro Menu
Permanent Menu
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➢ Collector概念介绍
• 有限元模型内需要输入不同类型的数据 • HyperMesh将数据存放在被称为Collector的结构内 • Collector具有不同的类型，不同类数据应存放在不同类型的Collector内
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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
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➢ 几何清理的基本术语
• face • surface • edge • shared edge • free edge • non-manifolded edge • free point • fixed point
• Element 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。
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• Thanks
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volumetric skew =(V ideal –V actual)/V ideal
Actual
Ideal
V ideal= 8r3/9√3
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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方根之比，取其中 的最小值并除以为1.24 ，即为tet collapse值。
几 何 图 形单 元 网 格材 料 模 型载 荷 数 据特 性 数 据
Collector
Compone Compone Matcollect Loadcolle Propterycolloter
nt
nt
oPPrT学习交流 ctor
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• Chapter2 Creating an FEA Model（spring0.hm)
WARPAGE = Max[a1,a2]α2
α1
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CQUAD4 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。
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Jacobian Ratio 单元内各个积分点Jacobian 矩阵值中的最小值与最大值之比。
the smallest Jacobian matrix Jacobian Ratio=
tet collapse = MIN ( hi / sqrt(Ai) )/1.24
i = 1,2,3,4
hi Ai
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Day 2
Chapter1 Automeshing（c-channel0.hm)
目的：学习使用automesh 菜单的各项功能
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Automesh 两种网格 划分模式
steel E=2.0E5 NU=0.3
2 创建6个comp collectors
放置2D几何和单元
2D_endA 2D_arm 2D_endB
放置3D单元
3D_endA 3D_arm 3D_endB
Card image psolid
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3 创建2D 几何和单元 Spin
旋转中心 被旋转线
the largest Jacobian matrix
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3D Element Check
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CTETRA Aspect Ratio
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
HyperMesh基础培训
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1
1
培训日程及主要培训内容：
第一天 ：
• HyperMesh基本内容简介 • 利用HyperMesh建立有限元模型及计算 • HyperMesh几何清理功能及网格生成
第二天 ：
• HyperMesh自动划分网格功能 • 其它网格生成菜单介绍 • 后处理功能
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• 利用defeature清除不必要的细小特征
清除前
孔
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倒角
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清除后
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• Chapter4 网格划分
目的：学习2D、3D单元网格划分 了解各类单元质量检查指标
自动 3D单元网格划分(仅限于tetra)
2D mesh tria
清除
X Edge
T-connections
选择
不选择
采用当前选择的单元类型、 采用对应面上一次选 大小等参数划分网格 用的参数划分的网格
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• Chapter2 :Creating a 2-D Mesh(strut.iges)
• 目的：学习利用各种不同的方法创建2D几何和网格。 步骤：1 创建材料 mat collectors
altitude
L max
iH min
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CTETRA Volumetric Skew
对于任意单元，HyperMesh 假设定义了一个过4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V ideal= 8r3/9√3 。参照理想四面体的体积，按下列 公式，计算得到Volumetric Skew值。
目的：1 学习利用HyperMesh建立有限元模型
2 学习如何输出FEM文件递交给求解器进行求解
3 学会利用HyperMesh后处理功能，查看计算结果（如
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。
材料：steel E=2.0e+5
1 compressi
Nu=0.3大小10000
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➢ HyperMesh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
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• Chapter1 Introduction to HyperMesh (bumper.hm)
• 目的：了解HM的菜单布局结构 学习使用各类菜单操作
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➢ HyperMesh窗口简介（一）
通过线段扫略构成面
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Ruled
选择两根端线构成直纹面
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Skin
选择若干条线构建平面
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Spline
选择若干条线构成 闭合区域以形成面
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• Chapter3 :Creating a 3-D Mesh
目的：学习利用不同方法，在上题基础上创建3D Mesh(Hex) 利用face 检查3D单元的连接 学习压力载荷的施加
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➢ CAE基本流程
• 有限元前处理占用80％时间 • HyperMesh是高性能的前后处理软件，
大大缩短CAE的时间及成本
CAD设计
80％
X
建HPrye立p-eP计rrMo算cees模shs型
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查看计算结果
解算器 求解
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➢ 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 • HyperMesh 提供了网格质量跟踪检查的功能
1 Interior Angle 2 Aspect Ratio 3 Skew Angle 4 Warp Angle 5 Chordal Deviation 6 Jacobian
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CQUAD4 Aspect Ratio 即最大边长于最小边长之比。 AR =L max/Lmin
L min