hypermesh梁壳单元混合建模实例
hypermesh梁壳单元混合建模实例
HyperMesh梁单元和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进行梁单元和壳单元的混合建模，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和刚度的不足.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和梁单元的混合建模进行详细的介绍。
图3是梁单元和壳单元焊接之后的三维图，图4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 梁单元和壳单元焊接之后梁单元以3D显示图4 梁单元和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。
前纵梁碰撞有限元建模及分析
前纵梁碰撞有限元建模及分析1. 导入CAD文件打开HyperMesh12.0(或14.0)。
图1文件的导入过程如图1所示，单击导入图标，选择导入类型，选择IGES格式，选择文件的位置（注意HyperMesh导入和导出的文件位置都不能出现中文），单击impor t完成模型的导入。
图2导入的模型2 2. 几何清理首先，使用Geom面板下的defeature命令删除重复面。
图3 Geom面板图4重复面的检查此模型中由于内加强板有面缺失，需进行几何修复。
使用F11键命令对几何模型进行处理，可以修复缺失面、缝合小间隙、清理红色自由边等。
图5几何清理面板完成几何处理后，检查几何模型，未发现几何缺陷，则进行下一步操作——中面的抽取。
（a）（b）图6抽取中面如图6（a）所示，使用Geom面板下的midsurface命令，选择auto midsur face类型，选择需要抽取中面的实体，点击extact生成中面。
3 3. 网格划分划分网时使用AutoMesh（F12键）功能，在中面上划分网格，并且把不同区域的网格放入不同的components中，同时运用AutoMesh下的在单元上重划网格在功能，使划分的网格规则化。
步骤演示：1.选择需要划分网格的面2.网格大小3.网格类型4.生成网格（a）（b）图7网格划分图8网格质量检查运用2D面板下的QualityIndex功能检查网格质量，设定质量标准，使用Q ualityIndex下的系列优化功能对网格进行优化，使得所有网格都满足设置的质量标准。
4 4. 定义材料和属性图9定义材料如图9所示，点击图标，选择create按钮，输入材料名称，选择材料类型，选择材料，点击create/edit，输入材料的各种参数。
图10定义属性如图10所示，点击图标，选择create按钮，输入属性名称，选择属性类型，选择属性，输入厚度，点击create/edit。
图11赋予材料和属性如图11所示，点击图标，选择update按钮，选择需要赋予材料属性的com ponent，选择卡片类型，选择属性卡片，选择材料卡片，单击update将材料属性赋予到component中。
hypermesh梁壳单元混合建模实例(1)
HyperMesh梁单元和壳单元的混合建模本文根据工程实例，应用有限元软件HyperMesh 进行梁单元和壳单元的混合建模，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和刚度的不足。
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和梁单元的混合建模进行详细的介绍。
图3是梁单元和壳单元焊接之后的三维图，图4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 梁单元和壳单元焊接之后梁单元以3D显示图4 梁单元和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。
hypermesh运用实例(1)
运用HyperMesh软件对拉杆进行有限元分析问题的描述拉杆结构如图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。
求载荷下的应力和变形。
图1-1 拉杆结构图有限元分析单元单元采用三维实体单元。
边界条件为在拉杆的纵向对称中心平面上施加轴向对称约束。
模型创建过程CAD模型的创建拉杆的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CAE模型的创建CAE模型的创建工程为：将三维CAD创建的模型保存为文件。
（1）启动HyperWorks中的hypermesh：选择optistuct模版，进入hypermesh 程序窗口。
主界面如图1-3所示。
（2）程序运行后，在下拉菜单“File”的下拉菜单中选择“Import”，在标签区选择导入类型为“Import Goemetry”，同时在标签区点击“select files”对应的图形按钮，选择“”文件，点击“import”按钮，将几何模型导入进来，导入及导入后的界面如图1-4所示。
图1-3 hypermesh程序主页面图1-4 导入的几何模型（4）几何模型的编辑。
根据模型的特点，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页面菜单及其对应的面板图1-6 solids按钮命令对应的弹出子面板图1-7 实体化操作界面2）临时节点的创建。
点击页面菜单“Geom”，在对应面板中点击“nodes”按钮，在弹出的子面板中选择“on line”，选择如图1-8所示的五根线，点击“creat”，然后return，这样就创建了临时节点。
2024新版hypermesh入门基础教程
设置接触条件等方法实现非线性分析。
求解策略
03
采用增量迭代法或牛顿-拉夫逊法进行求解，考虑收敛性和计算
效率。
实例：悬臂梁线性静态分析
问题描述
对一悬臂梁进行线性静态分析，计算 其在给定载荷下的位移和应力分布。
分析步骤
建立悬臂梁模型，定义材料属性和边界 条件；对模型进行网格划分；施加集中 力载荷；设置求解选项并提交求解；查 看和评估结果。
HyperMesh实现方法 利用OptiStruct求解器进行结构优化，包括拓扑 优化、形状优化和尺寸优化等。
3
案例分析
以某车型车架为例，介绍如何在HyperMesh中 进行拓扑优化和形状优化，提高车架刚度并降低 质量。
疲劳寿命预测技术探讨
01
疲劳寿命预测原理
基于材料疲劳性能、载荷历程等， 采用疲劳累积损伤理论进行寿命 预测。
HyperMesh实现方法
利用多物理场分析模块，定义各物理场的属性、边界 条件等，进行耦合分析。
案例分析
以某电子设备散热问题为例，介绍如何在 HyperMesh中进行结构-热耦合分析，评估设 备的散热性能。
实例：汽车车身结构优化
问题描述
针对某车型车身结构，进行刚度、模态及碰撞性能等多目 标优化。
01
02
HyperMesh实现方 法
利用疲劳分析模块，定义材料疲 劳属性、载荷历程等，进行疲劳 寿命计算。
03
案例分析
以某车型悬挂系统为例，介绍如 何在HyperMesh中进行疲劳寿 命预测，评估悬挂系统的耐久性。
多物理场耦合分析简介
多物理场耦合分析原理
考虑多个物理场（如结构、热、流体等）之间 的相互作用，进行综合分析。
Hypermesh与Nastran模态分析详细教程
Hypermesh & Nastran 模态分析教程摘要：本文将采用一个简单外伸梁的例子来讲述Hypemesh 与Nastran 联合仿真进行模态分析的全过程。
教程内容:1.打开”Hypermesh 14.0”进入操作界面，在弹出的对话框上勾选‘nastran’模块，点‘ok’，如图1.1 所示。
图1.1-hypermesh 主界面2.梁结构网格模型的创建在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’ –‘Component’,重命名为‘BEAM’，然后创建尺寸为100*10*5mm3的梁结构网格模型。
（一开始选择了Nastran后，单位制默认为N, ton, MPa, mm.）。
本例子网格尺寸大小为2.5*2.5*2.5mm3，如图2.1 所示：图2.1-梁结构网格模型3.定义网格模型材料属性●在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’–‘Material’，如图3.1所示：图3.1-材料创建●在模型树内Material下将出现新建的材料‘Material 1’，将其重命名为’BEAM’。
点击‘BEAM’,将会出现材料参数设置对话框。
本例子采用铁作为梁结构材料，对于模态分析，我们只需要设定材料弹性模量，泊松比，密度即可。
故在参数设置对话框内填入一下数据：完整的材料参数设置如图3.2所示：图3.2-Material材料参数设置同理，按同样方式在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat’ –‘Pro perty’，模型树上Property下将出现新建的‘Property1’，同样将其重命名为‘BEAM’，点击Property下的‘BEAM’出现如图所示属性参数设置对话框。
由于本例子使用的单元为三维体单元，因此点击对话框的‘card image’选择‘PSOLID’，点击对话框内的Material选项，选择上一步我们设置好的材料‘BEAM’，完整的设置如图3.3所示：图3.3-Property属性设置最后，点击之前创建的在Component 下的‘BEAM’模型，将出现以下对话框（图3.4），把Property 和Material 都选上对应的‘BEAM’，完成网格模型材料属性的定义。
基于HyperMesh的车辆典型点焊结构多种建模模态对比
表1 点焊模型模态计算结果与实验对比
阶数 试验频率 单梁 误差 CWELD 误差 多刚性梁 误差
ACM2
误差
(Hz)
(Hz)
(%)
(Hz)
(%)
(Hz)
(%)
(Hz)
(%)
1 512..33 458.68 -10.47 470.75 -8.12 552..45 +7.83
485.42
-5.25
2
552.71 474.21 -14.20 492.83 -10.83 592.74
六面体单元的尺寸与焊核的尺寸相当焊点所受的载荷经过rbe3单元扩散到两被焊接件上被选定的多个节点上载荷的扩散方向和大小根据rbe3单元及壳单元所定义的权重系数决acm2构造原理及焊点模型模型简介21几何模型概况本文选用具有代表性的帽型梁与平板点焊连接的模型作为分析对象其基本结构断面尺寸如图5所示左视结构尺寸如图6所示
引言
点焊是汽车车身结构常用的一种连接方式，为对这种结构进行有限元分析必须建立相应的 点焊模型。对于由分布成千上万个焊点连接而成的车身来说，点焊结构的有限元模型建模技术 是保证计算结果正确且有较高精度的关键技术[1]。由于车身结构具有焊点数目多、空间曲面复 杂及几何特征多等特点，要建立精确的车身模型极为困难。在建模时，一般都对车身结构进行 了简化处理，目前常用的焊点建模方法是节点与节点之间以刚性杆单元直接连接来模拟焊接关 系[2]，焊接单元是由模拟焊点的有限元节点对构成，由于整车车身有限元模型已经十分复杂， 本文基于采用HyperMesh模拟焊点的方法研究探讨多种点焊建模方法并以汽车工程中典型结构 进行模态分析，并进行对比分析。如图1所示：
六面体单元的尺寸与焊核的尺寸相当，焊点所受的载荷经过RBE3单元扩散到两被焊接件 上被选定的多个节点上，载荷的扩散方向和大小根据RBE3单元及壳单元所定义的权重系数决 定。
HyperMesh 3D单元网格划分
基于HyperMesh实体单元网格划分运用HyperMesh 中的3D 实体单元网格划分的多种功能，介绍了几种典型几何特征的划分思路，为以后进行类似网格划分工作提供参考，同时也验证了HyperMesh 在划分实体网格方面的强大功能。
1 概述计算机辅助工程(CAE)在汽车行业应用已有很多年了，许多有限元理论及软件都得到了成熟运用。
在众多软件中美国 Altair公司的HyperMesh是其中的佼佼者。
像在板壳单元、实体单元、焊接单元等的创建，以及与其它软件的接口等方面，都能表现出良好的性能。
其中尤其是在实体单元的划分方面有其独特的优势，以下将通过几个比较典型的实例来详细说明，同时也可以为以后再进行类似工作提供解决思路。
2 实例描述2.1 座椅垫实体几何的网格划分本例将通过一套座椅垫实体网格划分来介绍在HyperMesh8.0中新增加的处理实体几何的功能。
如图1所示是一套座椅垫，原始几何只有外表面的一层壳几何，而且几何形状也不规则，在以前不能处理实体几何的时候，一般处理方法是首先几何清理，然后通过添加一些辅助面构成封闭壳体，再根据经验把大块儿体分成相对较规则的若干小块儿，最后可以运用3D子面板中的Solid map-general或Linear solid 等工具先把各个小块儿划分网格，然后再把各个小块缝合到一起。
这样做的不足是一方面需要做大量的辅助面，另一方面在划分各个小块儿时需要考虑最后缝合时的节点对应问题。
通过观察几何模型发现，虽然座椅垫几何形状不规则，但它没有局部突出或相贯的几何特征，所以可以考虑把板壳几何封闭后生成实体几何，再通过几何清理后得到如图2所示的几何体，运用3D子面板中的Solid map- volume工具，设置好相关参数后就可以自动划分出以六面体为主五面体为辅的实体网格。
而且软件自动划分的网格能够完全与几何贴合，网格质量还比较好，只需稍微调整一下后就可以全部达到网格质量要求。
现在整个过程所花费的时间比以前要节省70%以上。
悬架整车性能Hypermesh有限元分析仿真试验指导书1
悬架整车性能Hypermesh有限元分析仿真试验指导书吉林大学汽车实验室编写：李静2013年10月一、实验目的(1)掌握应用有限元仿真方法分析悬架零部件的方法。
(2)了解有限元的基本思想，通过转向节强度分析实验，掌握有限元分析基本步骤。
(3)熟悉HyperMesh软件的面板，掌握HyperMesh10.0菜单布局结构，学习使用各类菜单操作。
二、实验用仪器设备及软件HyperMesh10.0能完成Hypermesh建模及计算的笔记本电脑或台式机。
三、操作步骤1．打开hypermesh,在User Profiles 窗口选择Nastran选项图1 选择求解器2．导入模型,如图2所示,三中方式任选其一:a.File >Openb.File >Importc.单击工具栏上的Import按钮单击主菜单栏上方工具栏的按钮,使模型以带表面和边框的形式显示(图3):图2 导入CAD模型图3 改变显示方式3．删除实体单击快捷键F2(删除),出现如图4所示面板,单击左上角的倒三角符号,在出现的面板图4 删除面板中选择solids, 若当前面板没有solids选项,则单击左右换页键如图5所示:图5 选择实体接下来左键单击黄色的solids选框,出现如图6所示面板,选择all或者displayed,这时整个实体模型被选中,单击主面板右上角delete entity按钮,删除实体。
图6 选中全部实体4．几何清理单击快捷键F11(快速几何编辑)，出现如图7所示快速编辑面板，使用相关功能对转向节进行快速清理编辑，如添加、删除点，合并边，压缩边等，编辑完成后点击return。
图7快速几何编辑面板清除倒角选择Geom页面菜单，在Geom面板上选择defeature，出现如图8所示面板，选择surf fillets，将min radius改为0.1，max radius改为3，单击find，出现如图9所示面板，图8 defeature面板单击surfs选框，确保其出于选中状态（高亮），然后再单击转向节上需要去除的倒角面，再点击remove如图10所示图9 倒角清除面板消除前消除后图10 消除倒角自动清理在页面菜单栏,单击Geom,进入Geom面板,单击autocleanup,如图11所示图10 选择autocleanup在autocleanup面板(如图12),单击surfs选框,在他不出的面板中选择all,单击Topology cleanup parameters下方切换按钮,切换成use current parameters,单击edit parameters,出现parameters File Editor 面板,将Target element size设置为3(如图13),单击OK返回autocleanup面板图12 autocleanup面板图13 parameters File Editor单击Elements quality criteria下方切换按钮,切换成use current criteria,单击edit criteria(如图12),出现Criteria File Editor面板,将Target element size设置为3,Min Size设置为1, Max Size 设置为6(如图14), 单击OK返回autocleanup面板,单击右上角autocleanup进行自动清理。
基于HyperMesh的商用车驱动桥壳有限元分析
收 稿 日 期 ：2009-03-22 4054 计算机工程应用技术
本栏目责任编辑：贾薇薇
第 5 卷第 15 期 (2009 年 5 月)
极为不利，应尽量避免这种情况产生。 驱后轴载荷 12430kg，发动机最大输出 扭 矩 1550N/m，变速箱 1 档速比 12.10，后桥主减速器速比 4.38，驱动 轮轮 胎 滚 动 半 径 0.47m。 车 桥 材 料 屈 服 强 度 σs≥400MPa，抗 拉 强 度 σb＝550MPa。 根据驱动桥的实际行驶工况，在轮轴处约束，板簧 处加载。 冲击载荷工况下等效应力图和变形图如图 2、图 3，侧向 力最大工况下等效应力图和变形图如图 4、图 5，其余工况应力和 位移如表 1、表 2。
冲击载荷工况下等效应力图和变形图如图3侧向力最大工况下等效应力图和变形图如图5其余工况应力和位移如表侧向力最大工况下变形图计算结果表明最大应力基本出现在轮毂内轴承里端在侧向力最大的极限工况下比较危险还有在冲击载荷工况下最大应力很接近材料的屈服强度其余工况满足材料刚度和强度要求安全系数较高
ISSN 1009-3044 CCoommppuutteerr KKnnoowwlleeddggee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 电电脑脑知知识识与与技技术术
Vol.5,No.15, May 2009, pp.4054-4055
E-mail: kfyj@ 第 5 卷第 15ht期tp://w(w2w00.d9nz年s.n5et月.cn)
Tel:+86-551-5690963 5690964
基于 Hyper Mesh 的商用车驱动桥壳有限元分析
hypermesh梁壳单元混合建模实例
HyperMesh梁单元和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进行梁单元和壳单元的混合建模，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和刚度的不足。
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和梁单元的混合建模进行详细的介绍。
图3是梁单元和壳单元焊接之后的三维图，图4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 梁单元和壳单元焊接之后梁单元以3D显示图4 梁单元和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。
梁框三维实体单元与板壳单元的组合建模研究
梁框三维实体单元与板壳单元的组合建模研究梁荣娜赵玺（中航飞机股份有限公司研发中心，陕西西安， 710089）在飞机有限元模型中，通常采用板壳单元进行分析计算，一般情况下可以满足分析要求。
但飞机上有很多结构复杂易损伤且整个寿命期内不能更换的重要受力零件,如飞机机翼梁框等，板壳单元就不能准确估算出损伤部位的应力及疲劳寿命。
通常分析这类零件是把分析部位提取出，建立细节三维实体模型或者根据分析要求在全机有限元模型中建立分析部位的细节三维实体模型。
单独建立细节三维实体模型工作量大，耗时较长，而在全机有限元模型中建立分析部位的细节三维实体模型可以省去边界提取及约束和载荷的施加，能较多的减少工作量，但该方法需要考虑三维实体单元和板壳单元的连接，因此三维实体单元和板壳单元的连接方法对应力及疲劳寿命的影响值得研究。
赵韩[1]等通过对试验结果和有限元数据的对比得出在误差允许的范围内,利用板-实体单元建立的有限元位移分析结果与真实结构的试验值基本吻合。
谢元丕[2]等用MPC法连接板壳单元和三维实体单元得出的应力、位移和整体模型的计算结果基本一致。
谭景磊[3]等通过构造疏密网格保证细节分析，根据结构受力特点对模型进行简化保证细节分析对小网格的需求，同时降低整体结构模型的网格数量，并保证所关心区域的网格质量，在兼顾建模和分析效率的同时，可以满足工程需求。
Patran是大型的专业有限元软件，根据MD Nastran对三维实体单元和板壳单元的连接有用RSSCON将相关节点约束、MPC（RIGID 单元）将相关节点约束和RBE3将相关节点约束[4]。
另外，Patran中采用EQUIVERANCE功能也可以完成不同单元的连接。
三维实体单元与板壳单元之间采用RSSCON连接是将板壳单元上的结点连接到与其相摘要：在Patran全机有限元模型中将梁框的分析部位离散为三维实体单元，其余部分离散为板壳单元，这两种单元采用几种不同的方式连接。
HYPERMESH实例分析课件
5、几何清理
A 导入几何模型：通过FILE_IMPORT子面板(IGES：可 导入*.igs)文件
文件地址：
D:/altair/tutorials/hm/raw_iges_data .iges
精
精
点击
改变边显示模式
精
B 模型几何的拓扑显示： 自由边：自由边只属于一个曲面，默认颜色为红色。在 一个经过几何清理的模型中，自由边通常只存在于部件的 外周或者环绕在内部孔洞的周围。 共享边：共享边被两个相邻曲面所共有，默认颜色为绿色。 压缩边：压缩边为两个相邻曲面所共有，但在划分网格时 被忽略被压缩边，不会生成节点，默认颜色为蓝色 T型连接边：表示曲面的边界被三个或三个以上的曲面所 共享，默认颜色为黄色
精
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
标签域：位于图形区域的左侧，列出一些很有用的工具， 包含多个特征页面，如UTILITY菜单，MODEL浏览器， 和SOLVER浏览器等
命令窗口：可将HYPERMESH的命令直接键入文本框执行 的方式代替使用图形用户界面功能执行命令
精
导入文件（HM/CAD/FEM） 设置模
版
几何清理
建立材料卡片
建立几何，单元集
划分单元
单元检查与优化 建立载荷集 施加
载荷 建立载荷工况 设置计算参数
输出有限元文件 求解器求解 进行
后处理
精
3、HYPERMESH8.0窗口界面
主要包括以下几个窗口界面： 下拉菜单 图形区 工具栏 标题栏 页面菜单 面板菜单 标签域 命令窗口
有限元分析分为三大步：有限元前处理，有限元求解，有 限元后处理。
Hypermesh壳单元网格划分过程
Hypermesh壳单元⽹格划分过程
⼀、抽中⾯（如下图）
抽完中⾯这个可以查看厚度（如下图）
或者是按F4 point to point
⼆、⽹格类型（按照平⾯⽹格划分的要求来划分。
注意链接点的⼀⼀对应，后⾯⽤rigid 链接单元连接不同的零件）
三、定义厚度
建⽴属性，建⽴名字，creat/edit，进⼊，写上厚度（如下图）
然后，选择你的⽹格层，选择对应的属性层，点击update
下图，可以看厚度与⼏何是不是相符
四、⽹格质量检查
主要检查如下⼏个选项
五、输出，同实体⽹格
注意：
1、画完中⾯2D⽹格，只需要赋予中⾯厚度即可，不需要转化为3D。
2、厚度不⼀致，要将不同厚度的⾯放到不同的层⾥。
如下图：
如果是壳体，仍然要画壳单元。
可以分为⼏排⽹格，假设你画了六排，你可以两排⼀个厚度，取平均值赋厚度。
3、不同零件的链接最好要⼀⼀对应，如果对应不了就最好个数相等。
如下图。
hypermesh与Abaqus联合仿真经典模板
C-2，Analysis Procedure 选择
静力分析选择Static, 然后勾选Dataline。 模态分析选择Frequency
初始步长
C-3，Load_OP 选择
Load_OP用来设置是否需要保留上一步 的边界条件（Boundary）或者是载荷（集 中载荷Cload 、面载荷Dload）
OP=MOD，表示保留上一步设置 OP=NEW，表示不保留上一步设置
hypermesh与Abaqus联合仿真经典模板
1， 命名规范
任何名字都不能有特殊符号，尽量只包含字母、数字、中划线和下划线， 任何名字都不能用数字开头，只能用字母开头。 经常出错的是数字中的“点”号，用字母p代替。 Component 命名规范
零件名字或者编号_厚度_材料名字_顺序编号 （只用于前面都相同的情况） 名字太长时，可以简写。
D，勾选Plastic，输入材料非线性属性：真实应力。_塑性应变曲线
这里填入的是3点材料，包含 第一点，屈服应力。 第二点，极限应力应变。 第三点，延伸应力应变，应力比极限应力稍大一点，但是应 变很大，这样保持延伸应力应变曲线平直，模拟材料破坏。
3， 刚性网格的属性
只需要选择 A,刚性网格的参考点，（参考点可以设在加力点上） B,刚性网格的component 注意：刚性网格的单元类型要更新成R3D3、R3D4，普通单元类型是S3、S4。 命令是2D/elem types
9， 检查模型
A，检查component厚度和重量是否正常
B，检查连接，使用F5-elment-by attached 。
看是否存在没有连接的component，如果有，这些没有连接的component是否已经约束，如果也 没有约束，模型就不会收敛，需要用弹簧单元弱连接到相邻的零件上。
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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。
图8 梁属性的创建及其卡片的设置
以上过程都处理好之后进行具体梁与壳单元的混合建模,进入1D--line mesh 卡片里面,如图9所示。
图9 1D--line Mesh卡片
进入之后会发现有很多按钮,具体的功能介绍:左上角位置就是进行节点或或者线的选择,也就就是说梁在节点或者线上进行创建。
左下角的auto功能键就是确定梁的如何摆放,element config就是选择进行梁还就是杆的创建,文中我们选择bar2。
Offset就是表示梁向哪个方向进行偏置,ax ay az表示梁单元的第一个端点,bx by bz表示梁单元的第二个端点。
具体如图10所示:
图10 Line Mesh具体功能图
在已经建立好的壳单元中选择一排节点,并建立一个壳单元与梁单元的混合建模,按照图5把梁单元的显示方式切换为3D,建立好的有限元模型图如图11所示:
图11 梁单元与壳单元混合模型的3D显示
由图11可以瞧出,虽然梁单元与壳单元进行了混合建模,但就是3D情况下二者之间仍有缝隙,为了能够与实际梁单元与壳单元焊接一样,要进行梁单元的偏置。
把梁单元的x轴进行偏置,偏置的过程要依据梁截面的属性与壳的厚度进行计算,偏置后的3D显示如图12所示:
图12 偏置后的梁与壳单元的3D显示图
以上过程中介绍了如何应用HyperMesh软件进行梁单元与壳单元的混合建模,以及梁单元面板中各个参数的如何设置及其说明,希望能够为广大工程人员提供帮助。