HyperMesh基础培训教程(中文版)

i
L max
H min
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。 volumetric skew =(V ideal –V actual)/V ideal
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

几何清理的基本术语
• face • • • • surface edge shared edge free edge
• non-manifolded edge • free point • fixed point
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
• 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
HyperMesh窗口简介（一）

HyperMesh窗口简介（二）
• Thanks
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
输出有限元文件
建立Mat collectors 输入材料参数
建立载荷Collectors (Loadcols)
利用optistrut解算器 求 解
生成Component
添加载荷
利用HyperMesh 进行后处理

CQUAD4 Aspect Ratio 即最大边长于最小边长之比。 AR =L max/Lmin
L min
L max
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
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 。 WARPAGE = Max[a1,a2]
2 lateral
大小10000
方向垂直于弹簧端面
3 comb
compression
源自文库
用 load 卡组合 单个载荷
lateral
Spring Linear Analysis with Optistruct
建立有限元模型 有限元求解 结果分析

常规建模流程
生成2D网格 建立载荷工况
读入文件 （HM,CAD,FEM）
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
hi
Ai
Day 2
Chapter1 Automeshing（c-channel0.hm)
目的：学习使用automesh 菜单的各项功能
Automesh 两种网格 划分模式
automatic Density
interactive
Algorithm Biasing Details Check
reset meshing parameters
Actual
Ideal
V ideal= 8r3/9√3
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。 tet collapse = MIN ( hi / sqrt(Ai) )/1.24 i = 1,2,3,4
4
Skew CTRIA3 Skew Angle SKEW = 90 – MIN(a1,a2,a3)
a1
a2
a3
CQUAD4 Element Check
1
2 3 4 5 6
Interior Angle Aspect Ratio Skew Angle Warp Angle Chordal Deviation Jacobian
选择 不选择
interactive
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 选择 不选择
automesh
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
• Chapter2 :Creating a 2-D Mesh(strut.iges)
几何图形
单元网格
材料模型
载荷数据
特性数据
Collector Component Component Matcollector Loadcollector Propterycolloter
• Chapter2 Creating an FEA Model（spring0.hm)
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 Nu=0.3 边界条件： 一端约束，一端受若干种力（3个工况） 1 compression 大小10000 Y方向
Macro Menu
信 息 栏 态及当前信息
显示当前操作状
Permanent Menu
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
• 利用defeature清除不必要的细小特征
清除前
倒角
孔
清除后
• 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)
清除
检查
T-connections 2D mesh tria 形成封闭的 2D mesh 面
X
Edge
α 2
α 1
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。
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= the largest Jacobian matrix
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
Quality check

3D mesh tetra
单元质量检查
•
2D Element Check
CTRIA3 Element Check CQUAD4 Element Check
CTRIA3 Element Check 1 2 3 Element length Interior Angle Aspect Ratio Aspect ratio= maximum side length / minimum side length
有限元前处理占用80％时间 大大缩短CAE的时间及成本
• HyperMesh是高性能的前后处理软件，
80％
查看计算结果
X
CAD设计 HyperMesh 建立计算模型 Pre-Process 解算器 求解
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
• 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。
• 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。
• 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。
• 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
steel E=2.0E5 NU=0.3 2 创建6个comp collectors 放置2D几何和单元 放置3D单元
2D_endA
2D_arm 2D_endB
3D_endA
Card image psolid
3D Element Check
CTETRA Element Check
1 Element
Length 2 Tetra Aspect Ratio 3 Volumetric Skew 4 Tetra Collapse
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 altitude
HyperMesh基础培训
1
培训日程及主要培训内容：
第一天 ： •
• • 第二天 ： • • •
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 HyperMesh自动划分网格功能 其它网格生成菜单介绍 后处理功能

CAE基本流程 •
3D_arm
3D_endB
3 创建2D 几何和单元 Spin
通过线段扫略构成面
旋转中心
被旋转线
Ruled
选择两根端线构成直纹面
Skin
选择若干条线构建平面
Spline
选择若干条线构成 闭合区域以形成面
• 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