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第一章 mesh 入门
首先我们要了解什么是 mesh，简单的说 mesh 就是网格的划分。有过有限元分析背 景 的 人 都 知 道 ，做 有 限 元 分 析 首 先 第 一 步 工 作 就 是 建 模 ，就 是 把 分 析 对 象 按 照 一 定 的 尺 寸 、 比 例 划 分 成 相 互 连 接 、不 间 断 的 网 格 单 元 ，成 为 一 个 可 以 计 算 的 力 学 模 型 ，这 是 进 行 有 限 元计算的基础。其划分的结果对于以后计算的结果将产成直接的影响，或者说 mesh 是保 证有限元分析结果准确的重要条件。
四 控制面板命令 在整个 hypermesh 界面的右下角，有一个控制面板，其中一些是模型的旋转、缩放 的命令，十分容易理解，这里不作赘述，我们重点需要介绍的是 disp、global 和 vis 这 几个命令。 1．disp 即 display 在这个命令中可以控制模型操作的显示与否。
上图显示即 disp 命令面板，图中左侧的是可选择的操作对象，名字前面的方框中打 勾的操作对象就可以显示在主操作面板中，通过鼠标左键选择，右键取消。
出现一个复选框，这些都是选择单元的一些方法，我们称之为选择菜单。
1．By window:可以通过鼠标左键定义一个选择区域，在这个区域内的单元都会被选 中。这里有一个小敲门，hypermesh 可以记住上一次定义的框选区域，甚至是在不同的命 令中，所以我们如果要选择一个区域 ，但要以另一个层为参考时，可以打开参考层进行框 选，而后用 disp 命令关掉参考层，再进行选择，这样就可以选中我们所需要层的单元而 不选择参考层的单元。但要注意不要转动或移动模型的位置。By window 还有一个功能就 是将选择好的对象去除，选好需要去除的对象区域后点击 reject entities 即可。
对于一个金属壳体，我们知道金属板是具有均有厚度的，即在三维上它总是有个方 向 上 是 保 持 不 变 的 ，这 样 我 们 就 可 以 用 比 较 简 单 的 二 维 单 元 来 描 述 金 属 壳 体 ，这 个 二 维 单 元 我 们 称 壳 体 单 元 。我 们 把 这 个 壳 体 单 元 赋 予 它 真 实 模 型 的 厚 度（ 几 何 性 质 ）和 材 料 性 质 ， 并 且 把 这 层 壳 体 单 元 放 到 金 属 壳 体 的 中 面 上 去 ，即 完 成 了 我 们 建 模 的 任 务 。这 就 是 对 金 属 壳 体 的 力 学 模 型 的 建 立 过 程 ，简 单 的 说 ，就 是 对 于 金 属 壳 体 的 中 面 用 一 层 带 有 厚 度 和 材 料 性质的网格单元来描述。
第二节 hypermesh 软件的基本操作
在 hypermesh 中所有操作和命令都可以通过点击命令面板中的按钮实现，而通过键盘与鼠标的 组合可以方便快捷的实现一些基本操作。熟练掌握以下介绍的这些操作可以在工作中节省很多时间。
一、模型的旋转与移动 （1）模型的旋转：Ctrl+鼠标左键 （2）模型的平移：Ctrl+鼠标右键 （3）放大模型:敲击键盘 z 键后用鼠标划出所需的放大位置 （4）模型复位:键盘 F 键； （5）模型的缩放：敲击键盘 s 键后，按住鼠标左键拖拽
选项 Template file component systcol Loadcol Element size
解释 选择与分析软件的接口模板 选择当前的编辑层 选择当前编辑的坐标系 选择当前编辑的荷载层 定义建模时的单元尺寸
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3．Option 命令 软 件 中 的 一 些 选 项 ，基 本 保 持 默 认 设 置 即 可 ，对 操 作 没 有 太 多 的 影 响 。根 据 我 们 的 经 验，最好不要选取 modeling 中的 fix points。将 grahics 中的 engine 设置为 performance；将 bitmap animation 和 view acceleration 都设置为 none。这样会提 高显示效果，减少占用电脑资源。
我们现在要搞清的第一概念就是 geom 和 elems 的区别。Geom 即为几何体，是我们 分析对象的真实模型，实际物体的三维表现形式；elems 即为网格单元，是我们分析对象 的 力 学 模 型 ，是 对 实 际 物 体 的 一 种 近 似 模 拟 ，是 把 实 际 物 体 转 换 成 可 计 算 的 力 学 和 数 学 模 型，它不是简单的线和面，是带有数据的线和面。
二、mesh 命令快捷键
位置
F1
F2
作用
选择 颜色
删除
加 SHIFT
删点
F3
替代
找边 界
F4 测量 移动
F5 隐藏 查找
F6 编辑 单元 切割 单元
F7 靠齐 投影
F8 编辑
点
F9 线的 编辑 编辑 面
F10 检查 质量 调法 线
F11 coHale Waihona Puke Baidup 设置 移动
F12 自动 MESH 平滑 单元
在这里有一点需要说明的是，用快捷打开的命令在转变模型视图的时候会自动退出， 有 些 情 况 下 我 们 需 要 在 一 个 命 令 完 成 前 变 换 视 图 方 式 ，在 这 种 情 况 下 就 需 要 在 命 令 面 板 中 通过点击命令按钮来打开命令，而不能用快捷键打开。如在用 automesh 命令时，我们有 时需要通过 0-D 与 3-D 转换来方便对所 mesh 面的选取。这时如果我们用快捷键 F12 打开 automesh 命令，在 3-D 选取面后转换 0-D 时命令就会自动退出，这样我们刚才选取面的 工 作 就 浪 费 了 。而 通 过 点 击 命 令 按 钮 来 打 开 的 命 令 就 不 存 在 的 问 题 ，并 且 我 们 可 以 在 这 个 命 令 上 面 叠 加 一 个 快 捷 键 打 开 的 命 令 ，而 从 面 板 打 开 的 命 令 仍 然 可 以 保 持 原 来 的 设 置 。也 就是说，通过点击命令按钮来打开的命令只要不点 return 退出，我们对这个命令做的设 置（如方向点，选取的单元）都会保持不变。我们也可以利用这个特性方便我们的工作，
三．tool
find:找到单元。 mask:隐藏 delete:删除 translate:移动点，单元。 rotate:旋转点，旋转单元。 scale:缩放。 reflect:反射单元。
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project:投影 position:位置不同的点对点的转移单元。 check elems:检查单元。 edges:检查边界。 Faces 检查固体单元边界 normals:调整单元的法线方向。 renumber:从新计算单元的信息。 count:统计单元的信息。
图中右侧有一些控制命令，none 为全部关掉，all 为全部打开，reverse 是反选。 点击 comp 前面的箭头，会出现一些选项，这些都是可以显示在主面板中的选项，不 过我们在做建模工作时一般不需要。点击 elems 前面的双箭头，可以在 element 和 geometry 之间切换，在建模工作时经常需要切换。 2.global 命令
窗口下方是主菜单，共分 7 类，分别是 Geom、1D、2D、3D、BCs、Tool、Post，每 一类中有一些重复的比较经常使用的命令。
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Geom:主要是对模型的修改和操作。 1d:主要是对线单元的修改和操作。 2d:是对品面单元的修改和操作。 3d:是对固体单元的修改和操作。 BCS:边界条件。 TOOL:使用的方法。 POST:后处理的命令。 窗口右下方是对视图进行操作的一些命令，这些命令有快捷键。 窗口右上方是灯光效果，对于 mesh 本身不很重要。 窗口右侧是视图种类的选择。
下面我就最简单的分析对象——金属壳体，向大家讲述怎样进行一个物体的 mesh。 我们所用软件是 HyperMesh，它对于有限元的前处理和后处理都具有比较强大功能。
第一节 软件环境
首先，我们要了解工作的目标，即最终要把一个金属壳体处理成怎样的网格。打开 练习一，这个文件中已经包含 geom 和放到中面的 elems。
在 HyperMesh 中，我们把 geom 和 elems 统称为 comps，comps 可以理解为图层， 这里的图层和 CAD 的图层的概念不同。这里 comps 是以后赋予模型材料和几何性质的一 个最小单元，或者说对于不同材料性质和不同几何性质的 elems 要处于不同的 comps 中。 每个 comps 都会有个名字，所以同一个名字的 comps 包含两个部分，即 XXX（名字）geom 和 XXX（名字）elems。当然几何体和力学模型是两个完全独立的部分，所以两者完全可 以放在不同的 comps 中的，对于图层名字的管理我们在下一章再做详细说明。
第四节 操作对象的选取 我们在做建模工作时，必然要选取操作对象，如点、单元、几何模型的表面等，当 然我们可以用鼠标左键一个一个点击选取，但是这样做费时费力，hypermesh 为我们提供 了 多 种 更 加 方 便 的 选 取 方 式 ，灵 活 的 运 用 这 些 选 取 方 式 ，并 配 合 我 们 后 面 介 绍 的 一 些 命 令 及其特点，可以方便的完成很多工作。下面我为大家一一介绍。 打开任何一个命令，如 automesh，在标有 element 的黄色区域内点击鼠标左键，会
把单元放到中面在 HyperMesh 中是一个非常简单的命令，我会在以后想大家讲述。 对 于 金 属 壳 体 来 说 ，中 面 和 上 下 表 面 是 类 似 的 ，或 者 说 基 本 一 致 。这 样 我 们 对 于 金 属 壳 体 来 说 ，首 先 要 做 的 是 对 于 上 表 面 或 下 表 面 进 行 网 格 划 分 ，以 后 我 们 还 要 谈 到 选 择 上 表 面 和 选 择 下 表 面 的 细 微 不 同 ，这 里 我 先 认 为 它 是 相 同 的 。就 练 习 一 ，我 针 对 怎 样 进 行 一 个 表 面 的网格划分来让大家熟悉这个软件的命令。
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二．2d 的主要命令：
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organize: 把单元或 suf 转移或者复制道你想移动的 comp 中。 Color: 给 comp 辅以自己喜欢的颜色 Rename: 重新对 comp 命名。 Rule: 用于点对线，或者是点对点来生成 element 的方法。 Spline:闭合的线进行 mesh Skin: Drag:沿着方向拉伸单元。 Spin:做 washer Line drag:沿着线 mesh。 Elem offset 把单元放到中面。 Automesh:自动化分网格。 Smooth:平滑单元间的节点。 Edit element:编辑单元。 Split:切割单元，主要用于切割固体单元，将四边形单元切割为三角形。 Replace:两点合并为一点。 Detach:分开合并在一起的单元。 Order change:将一阶单元转换成二阶单元。
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在 稍 后 的 调 节 单 元 质 量 章 节 我 们 就 会 用 这 个 特 性 方 便 我 们 工 作 。读 者 朋 友 可 以 在 今 后 的 工 作中灵活的运用此特性。
第三节 命令面板的主要命令
一．geom 的主要命令：
Create nodes: 是对点的操作。 Node edit: Align:排列点。 D i s t a n c e : 可 以 测 量 点 和 点 距 离 ，同 时 还 可 以 改 变 距 离 ，还 可 以 测 量 角 度 ，建 立 两 点 间的中点。 Renmap:重新排列点，是所选的点均匀的分布在一根线上。（不是经常使用） Temp node: 可以删除点。 Lines: 建立直线和曲线和建立中线 Edit line:对线的编辑。包括：分割，合并，延长。 Intersect:可以延某一个面切出来的表面特征的线。 Section: Length: Reparam: Circles:可以建立一个圆，建立一段弧，可以找到圆的圆心。 Tangents：找一根线的切线方向。 Tags: Vectors: System:建立局部坐标系。 Geom cleanup:是对模型的外表面的线进行操作的。可以忽略一些影响网格质量的 线。 Defeature:可以忽略一些小的导角。 Surface edit: 对面的操作，可以切割一个面。 Surflines: midsurface:建立中面。
首先我们要了解什么是 mesh，简单的说 mesh 就是网格的划分。有过有限元分析背 景 的 人 都 知 道 ，做 有 限 元 分 析 首 先 第 一 步 工 作 就 是 建 模 ，就 是 把 分 析 对 象 按 照 一 定 的 尺 寸 、 比 例 划 分 成 相 互 连 接 、不 间 断 的 网 格 单 元 ，成 为 一 个 可 以 计 算 的 力 学 模 型 ，这 是 进 行 有 限 元计算的基础。其划分的结果对于以后计算的结果将产成直接的影响，或者说 mesh 是保 证有限元分析结果准确的重要条件。
四 控制面板命令 在整个 hypermesh 界面的右下角，有一个控制面板，其中一些是模型的旋转、缩放 的命令，十分容易理解，这里不作赘述，我们重点需要介绍的是 disp、global 和 vis 这 几个命令。 1．disp 即 display 在这个命令中可以控制模型操作的显示与否。
上图显示即 disp 命令面板，图中左侧的是可选择的操作对象，名字前面的方框中打 勾的操作对象就可以显示在主操作面板中，通过鼠标左键选择，右键取消。
出现一个复选框，这些都是选择单元的一些方法，我们称之为选择菜单。
1．By window:可以通过鼠标左键定义一个选择区域，在这个区域内的单元都会被选 中。这里有一个小敲门，hypermesh 可以记住上一次定义的框选区域，甚至是在不同的命 令中，所以我们如果要选择一个区域 ，但要以另一个层为参考时，可以打开参考层进行框 选，而后用 disp 命令关掉参考层，再进行选择，这样就可以选中我们所需要层的单元而 不选择参考层的单元。但要注意不要转动或移动模型的位置。By window 还有一个功能就 是将选择好的对象去除，选好需要去除的对象区域后点击 reject entities 即可。
对于一个金属壳体，我们知道金属板是具有均有厚度的，即在三维上它总是有个方 向 上 是 保 持 不 变 的 ，这 样 我 们 就 可 以 用 比 较 简 单 的 二 维 单 元 来 描 述 金 属 壳 体 ，这 个 二 维 单 元 我 们 称 壳 体 单 元 。我 们 把 这 个 壳 体 单 元 赋 予 它 真 实 模 型 的 厚 度（ 几 何 性 质 ）和 材 料 性 质 ， 并 且 把 这 层 壳 体 单 元 放 到 金 属 壳 体 的 中 面 上 去 ，即 完 成 了 我 们 建 模 的 任 务 。这 就 是 对 金 属 壳 体 的 力 学 模 型 的 建 立 过 程 ，简 单 的 说 ，就 是 对 于 金 属 壳 体 的 中 面 用 一 层 带 有 厚 度 和 材 料 性质的网格单元来描述。
第二节 hypermesh 软件的基本操作
在 hypermesh 中所有操作和命令都可以通过点击命令面板中的按钮实现，而通过键盘与鼠标的 组合可以方便快捷的实现一些基本操作。熟练掌握以下介绍的这些操作可以在工作中节省很多时间。
一、模型的旋转与移动 （1）模型的旋转：Ctrl+鼠标左键 （2）模型的平移：Ctrl+鼠标右键 （3）放大模型:敲击键盘 z 键后用鼠标划出所需的放大位置 （4）模型复位:键盘 F 键； （5）模型的缩放：敲击键盘 s 键后，按住鼠标左键拖拽
选项 Template file component systcol Loadcol Element size
解释 选择与分析软件的接口模板 选择当前的编辑层 选择当前编辑的坐标系 选择当前编辑的荷载层 定义建模时的单元尺寸
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3．Option 命令 软 件 中 的 一 些 选 项 ，基 本 保 持 默 认 设 置 即 可 ，对 操 作 没 有 太 多 的 影 响 。根 据 我 们 的 经 验，最好不要选取 modeling 中的 fix points。将 grahics 中的 engine 设置为 performance；将 bitmap animation 和 view acceleration 都设置为 none。这样会提 高显示效果，减少占用电脑资源。
我们现在要搞清的第一概念就是 geom 和 elems 的区别。Geom 即为几何体，是我们 分析对象的真实模型，实际物体的三维表现形式；elems 即为网格单元，是我们分析对象 的 力 学 模 型 ，是 对 实 际 物 体 的 一 种 近 似 模 拟 ，是 把 实 际 物 体 转 换 成 可 计 算 的 力 学 和 数 学 模 型，它不是简单的线和面，是带有数据的线和面。
二、mesh 命令快捷键
位置
F1
F2
作用
选择 颜色
删除
加 SHIFT
删点
F3
替代
找边 界
F4 测量 移动
F5 隐藏 查找
F6 编辑 单元 切割 单元
F7 靠齐 投影
F8 编辑
点
F9 线的 编辑 编辑 面
F10 检查 质量 调法 线
F11 coHale Waihona Puke Baidup 设置 移动
F12 自动 MESH 平滑 单元
在这里有一点需要说明的是，用快捷打开的命令在转变模型视图的时候会自动退出， 有 些 情 况 下 我 们 需 要 在 一 个 命 令 完 成 前 变 换 视 图 方 式 ，在 这 种 情 况 下 就 需 要 在 命 令 面 板 中 通过点击命令按钮来打开命令，而不能用快捷键打开。如在用 automesh 命令时，我们有 时需要通过 0-D 与 3-D 转换来方便对所 mesh 面的选取。这时如果我们用快捷键 F12 打开 automesh 命令，在 3-D 选取面后转换 0-D 时命令就会自动退出，这样我们刚才选取面的 工 作 就 浪 费 了 。而 通 过 点 击 命 令 按 钮 来 打 开 的 命 令 就 不 存 在 的 问 题 ，并 且 我 们 可 以 在 这 个 命 令 上 面 叠 加 一 个 快 捷 键 打 开 的 命 令 ，而 从 面 板 打 开 的 命 令 仍 然 可 以 保 持 原 来 的 设 置 。也 就是说，通过点击命令按钮来打开的命令只要不点 return 退出，我们对这个命令做的设 置（如方向点，选取的单元）都会保持不变。我们也可以利用这个特性方便我们的工作，
三．tool
find:找到单元。 mask:隐藏 delete:删除 translate:移动点，单元。 rotate:旋转点，旋转单元。 scale:缩放。 reflect:反射单元。
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图中右侧有一些控制命令，none 为全部关掉，all 为全部打开，reverse 是反选。 点击 comp 前面的箭头，会出现一些选项，这些都是可以显示在主面板中的选项，不 过我们在做建模工作时一般不需要。点击 elems 前面的双箭头，可以在 element 和 geometry 之间切换，在建模工作时经常需要切换。 2.global 命令
窗口下方是主菜单，共分 7 类，分别是 Geom、1D、2D、3D、BCs、Tool、Post，每 一类中有一些重复的比较经常使用的命令。
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Geom:主要是对模型的修改和操作。 1d:主要是对线单元的修改和操作。 2d:是对品面单元的修改和操作。 3d:是对固体单元的修改和操作。 BCS:边界条件。 TOOL:使用的方法。 POST:后处理的命令。 窗口右下方是对视图进行操作的一些命令，这些命令有快捷键。 窗口右上方是灯光效果，对于 mesh 本身不很重要。 窗口右侧是视图种类的选择。
下面我就最简单的分析对象——金属壳体，向大家讲述怎样进行一个物体的 mesh。 我们所用软件是 HyperMesh，它对于有限元的前处理和后处理都具有比较强大功能。
第一节 软件环境
首先，我们要了解工作的目标，即最终要把一个金属壳体处理成怎样的网格。打开 练习一，这个文件中已经包含 geom 和放到中面的 elems。
在 HyperMesh 中，我们把 geom 和 elems 统称为 comps，comps 可以理解为图层， 这里的图层和 CAD 的图层的概念不同。这里 comps 是以后赋予模型材料和几何性质的一 个最小单元，或者说对于不同材料性质和不同几何性质的 elems 要处于不同的 comps 中。 每个 comps 都会有个名字，所以同一个名字的 comps 包含两个部分，即 XXX（名字）geom 和 XXX（名字）elems。当然几何体和力学模型是两个完全独立的部分，所以两者完全可 以放在不同的 comps 中的，对于图层名字的管理我们在下一章再做详细说明。
第四节 操作对象的选取 我们在做建模工作时，必然要选取操作对象，如点、单元、几何模型的表面等，当 然我们可以用鼠标左键一个一个点击选取，但是这样做费时费力，hypermesh 为我们提供 了 多 种 更 加 方 便 的 选 取 方 式 ，灵 活 的 运 用 这 些 选 取 方 式 ，并 配 合 我 们 后 面 介 绍 的 一 些 命 令 及其特点，可以方便的完成很多工作。下面我为大家一一介绍。 打开任何一个命令，如 automesh，在标有 element 的黄色区域内点击鼠标左键，会
把单元放到中面在 HyperMesh 中是一个非常简单的命令，我会在以后想大家讲述。 对 于 金 属 壳 体 来 说 ，中 面 和 上 下 表 面 是 类 似 的 ，或 者 说 基 本 一 致 。这 样 我 们 对 于 金 属 壳 体 来 说 ，首 先 要 做 的 是 对 于 上 表 面 或 下 表 面 进 行 网 格 划 分 ，以 后 我 们 还 要 谈 到 选 择 上 表 面 和 选 择 下 表 面 的 细 微 不 同 ，这 里 我 先 认 为 它 是 相 同 的 。就 练 习 一 ，我 针 对 怎 样 进 行 一 个 表 面 的网格划分来让大家熟悉这个软件的命令。
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在 稍 后 的 调 节 单 元 质 量 章 节 我 们 就 会 用 这 个 特 性 方 便 我 们 工 作 。读 者 朋 友 可 以 在 今 后 的 工 作中灵活的运用此特性。
第三节 命令面板的主要命令
一．geom 的主要命令：
Create nodes: 是对点的操作。 Node edit: Align:排列点。 D i s t a n c e : 可 以 测 量 点 和 点 距 离 ，同 时 还 可 以 改 变 距 离 ，还 可 以 测 量 角 度 ，建 立 两 点 间的中点。 Renmap:重新排列点，是所选的点均匀的分布在一根线上。（不是经常使用） Temp node: 可以删除点。 Lines: 建立直线和曲线和建立中线 Edit line:对线的编辑。包括：分割，合并，延长。 Intersect:可以延某一个面切出来的表面特征的线。 Section: Length: Reparam: Circles:可以建立一个圆，建立一段弧，可以找到圆的圆心。 Tangents：找一根线的切线方向。 Tags: Vectors: System:建立局部坐标系。 Geom cleanup:是对模型的外表面的线进行操作的。可以忽略一些影响网格质量的 线。 Defeature:可以忽略一些小的导角。 Surface edit: 对面的操作，可以切割一个面。 Surflines: midsurface:建立中面。