同济大学HYPERMESH讲义

Analysis-constrains

选中所需要约束的点，右边的DOF从1到6分别为XYZ的 平动和转动。

6、施加边界条件： 改变当前工况组件为约束组件（force）

Analysis-FORCES
选择需要加力的点，magnitude为力大小，Z-AXIS为方向

6、建立工况 ANALYSIS-SUBCASE
HYPERMESH基础培训
同济大学汽车安全技术研究所 董学勤
内容
有限元基础知识 有限元前处理基本步骤 HYPERMESH8.0窗口界面
常用快捷键基本介绍
几何清理
2D面单元网格划分
静态应力分析
1、有限元基本知识



有限元的基本思想可概括为“先分后合”或“化整为零又 积零位整”。 具体来说：先把连续的求解域离散为有限个单元体，使其 只在有限个指定的节点上相互连结；然后对每个单元选择 一个比较简单的函数近似表达单元物理量，并基于问题描 述的基本方程建立单元节点的平衡方程组；再把所有单元 的方程组组成表示整个结构力学特性的整体代数方程组； 最后引入边界条件求解代数方程组获得数值解； 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。

点击
能改变显示的方式
1、对曲面进行编号： Tools-numbers

2、删除重复面3、8和多余的POINT（F2）

3、合并几何点 （GEOM-EDIT POINTS-REPLACE)

将曲面1和曲面9右边的点进行合并

4、合并两个面相邻的自由红色边（GEOM-EDIT EDGES-TOGGLE）

点击MESH后，会自动进入到DENSITY面板中：

改变ELEMENT SIZE为10，然后点击RECALE ALL

改变ELEMENT DENSITY为5，如图


3、改变网格划分形式 选取RIB平面，划分预览网格，点击MESH STYLE。

表示当前网格曲面使用的是FREE网格划分算法

点击图标可以改变网格划分形式和算法

4、检查网格自由边（TOOL-EDGES，F3)
7、静态应力分析





静态应力分析流程 （HYPERMESH自带OPTISTRUCT求 解） 导入OPTISTURUCT模块 建立网格材料组件 建立网格单元组件 建立约束组件，施加约束 建立边界条件组件，施加边界条件 建立工况 提交计算，进行求解 导入RES文件，看结果

TYPE为求解的方式，本例为线性求解，SPC和LOAD分别 为刚才建立的约束和边界条件

7、提交计算 ANALYSIS-OPTISTRUCT

8、观看结果 计算完软件会直接导入结果文件，如果重启HYPERMESH 文件，则需要在结果文件夹中导入RES文件


POST-COUNTER 位移云图
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
6、2D网格壳单元划分


在汽车的CAE分析中，2D网格壳单元被大量使用。 HYPERMESH提供了强大的网格划分功能，其中2D网格 的划分功能有AUTOMESH功能，RULE功能，SPLINE功 能，SKIN功能，DRAG功能，ELEMENT OFFSET功能， LINE DRAG功能等，其中AUTOMESH功能的实现基于 几何表面的2D网格的自动划分。 通常复杂构件的2D网格的划分，首先需要根据面的形状 以及构件的特征将面分割为便于控制和划分的一些小面。 再从一个面入手进行分网，接着划分与其相连的面，以保 证网格的连续性。

合并两个面相邻的自由边，如1和6，1和8，1和9等。

ຫໍສະໝຸດ Baidu
5、补面（GEOM-SURFACE-SPLINE/FILLER)

1、7、5、8三个曲面之间有一个缺口，需要进行修补

6、合并面( GEOM-EDGE EDIT-REPLACE)

曲面10和11之间缺少一个面，可以使用该命令将一个面 合并到另一个面，当点击replace时，系统会提示你 “Gap = (0.603626). Do you still wish to replace?”，这是因为你的容差设置为0.2，但是两个面之 间的距离为0.6，点击YES
Shift+F1： 改变组件颜色 shift+F2: 删除节点 shift+F3: 合并节点，寻找自由边 shift+F4: 平移（模型，单元，节点等） Shift+F5: 查找（节点，单元等） Shift+F7: 投影（节点，线等） Shift+F9: 裁剪面 Shift+F10: 调整单元发现方向 Shift+F11：组件编辑 Ctrl+鼠标左键：旋转 Ctrl+鼠标由键：平移 Ctrl+鼠标滚轮：缩放 F键： 模型全屏幕



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
GEOM: 包含与创建和编辑几何有关的功能 1D： 包含一维单元的创建和编辑工具 2D： 包含二维单元的创建和编辑工具 3D： 包含三维单元的创建和编辑工具 ANALYSIS： 包含分析问题以及边界条件定义的功能 TOOL: 包含模型编辑多种工具、模型质量检查以及模型信息功能 POST： 后处理和绘制XY曲线图的功能
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
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

1、导入HM文件：
D:/altair/tutorials/hm/channel.hm

2、网格划分参数设置： 选择单元大小为5，混合单元类型（四边形和三角形）。

选择带三个硬点的面，生成预览网格：

网格四条边界上面的数字表示生成的节点数。

鼠标左键点击数字为增加，右键点击为减小，下图为上面 节点数减少2个，右边节点数介绍2个
4、常用快捷键介绍



F2: 删除 F3: 合并节点 F4：测量距离 F5：隐藏 F6：对单个网格进行编辑（如建立、合并、划分等） F8：建立节点 F9：编辑线 F10: 网格质量检查 F11：几何清理常用工具 F12：自适应网格划分



POST-COUNTER 应力云图
THANK ALL
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
点击
改变边显示模式

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



AUTOMESH面板允许在曲面上交互（INTERACTIVE） 或自动（AUTOMATIC）的创建网格。 在AUTOMATIC划分模式下，不进入网格划分模块，面板 直接根据单元尺寸、类型和相关选择自动完成表面网格划 分。 在INTERACTIVE模式下，可以进入网格划分模块，可以 指定并控制网格的划分参数。
2、有限元前处理基本步骤



前处理步骤包括： 第一：建立分析结构的几何模型。对于几何形状复杂的结 构，可以直接读取CAD软件的相关格式，或者通过IGES 等文件格式作为中介，从CAD系统中获取结构的几何模型， 输入有限元分析软件 第二：根据分析对象和目的，确定有限元网格划分方案 （单元类型的选择、单元的密度和数量）和装配方案（连 接关系类型和位置）建立有限元分析的计算模型 第三: 确定并施加边界条件（结构所受的载荷和约束）

1、建立网格材料组件

点击CREAT EDIT，进行材料编辑

其中E为弹性模量，NU为泊松比，RHO为密度

2、建立网格单元组件

3、划分网格 改变当前组件为STEEL

利用上节中的槽型钢网格：

4、建立约束组件

4、建立边界条件组件

5、施加约束： 改变当前工况组件为约束组件（SPC）




A 图形区：显示几何、有限元模型、XY曲线图和结果图 B 下拉菜单：在题头栏的下方，通过这些菜单选项进入 HYPERMESH不同的功能模块 C 工具栏：为常用功能提供快捷键 D 标题栏：标题栏分割图形区与面板菜单区，左边显示用 户当前位置，右边显示当前组件集和当前载荷集 E 页面菜单：主菜单，包括多个子菜单、如：