基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程
HyperMesh和Nastran教程课件
模型导入与设置
将CAD模型导入 Nastran中，进行适 当的单位和网格设置。
创建有限元网格，对 模型进行离散化。
定义材料属性，包括 弹性模量、泊松比、 密度等。
边界条件和载荷
定义模型的边界条件，如固定、 自由、简支等。
施加各种载荷，如力、压力、温 度等。
根据实际情况调整边界条件和载 荷，确保模型的真实性和准确性。
几何建模精度调整
在建模过程中，需要合理调整 建模精度，以确保分析结果的 准确性。
几何边界条件定义
在几何建模过程中，需要正确 定义模型的边界条件，以确保
分析的正确性。
网格划分常见问题
网格质量检查
网格划分参数设置
在划分网格后，需要使用HyperMesh的网 格质量检查工具对网格质量进行检查，确 保网格质量满足分析要求。
在划分网格时，需要合理设置网格划分参 数，以确保网格划分的准确性和效率。
特殊区域处理
网格修复与优化
对于模型中的特殊区域，如孔洞、锐角等 ，需要进行特殊处理，以确保网格划分的 准确性和分析的可靠性。
在划分完网格后，需要使用HyperMesh的 网格修复与优化工具对网格进行修复和优 化，以提高分析的准确性。
模型传递注意事项
确保模型数据在传递过程中保持一致性，避免数据丢失或损坏。
数据转换工具
使用Hypermesh自带的工具或第三方工具进行数据转换。
联合分析实例演示
实例选择
选择具有代表性的案例进行联合分析演示，如结 构分析、流体动力学分析等。
案例实施流程
详细介绍案例的实施流程，包括前处理、求解和 后处理阶段的操作步骤。
几何建模
导入几何模型
介绍如何导入已经存在的 几何模型，如CAD文件。
HyperMesh+Nastran 部分资料(部分单元的创建)
rbe3单元 释放掉转 动自由度
部件1
部件2 rbe3单元 自 由度全依附 梁单元
图1-9 销轴的仿真模型的建立
图 1-2 创建梁截面步骤2 在1处可以命名该梁截面集合，在2处可以命名该集合内部具体的梁截面。 （鼠标左键单击即可命名）。在右边的视图窗口内有数字的地方可以单 击更改其尺寸。注意横截面的坐标轴Y、Z，以后的操作中会用到。
第二步：创建梁单元属性
图 1-3 创建梁单元属性对话框
单击梁属性创建图标 ，打开创建梁属性对 话框，如图1-3所示，在prop name 里输入名字，设置color， type= 选择1D，card image=选择PBEAM，material= 选择事先 创建好的材料，beamsection= 选择事先创建好的梁的横截面。
图 1-7 设置弹簧单元的属性 在K1中设置弹簧单元的刚度，其他的系数具体所指可查阅 相关帮助、文献。 第二步：创建合适的位移坐标系
例如，用弹簧单元模拟油缸，因为油缸的轴向和 全局坐标系不平行，所以需要创建一个合适的位移坐 标系，使其中一个轴与油缸轴向重合。具体操作步骤 请见前述。
第三步：创建弹簧单元 1D → Springs → 进入到弹簧单元创建界面，如图1-8所示。
方法二：一次创建多个梁单元
具体步骤：1D → line mesh，打开创建对话框如图1-5所示：
图 1-5 创建多个梁单元
单击左上倒三角确定根据nodes还是lines来创建梁单元，element config 选择bar2， element size 设置单元的尺寸大小，其他设置和第一 种方法类似。
梁单元的创建
第一步：创建梁截面 1. 1D → HyperBeam → standard section library 选择 NASTRAN →standard section type 选择对应的截面积形状 →create 如图 1-1 所示
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与Nastran联合仿真
基于HyperMesh与Nastran联合仿真
基于HyperMesh与Nastran的联合仿真可以分为以下步骤：
1. 准备模型：使用HyperMesh创建模型，并进行几何建模、网格划分和材料属性定义。
确保模型的几何形状和网格划
分符合仿真要求。
2. 定义边界条件：根据仿真需求，定义模型的边界条件，
包括约束条件和加载条件。
约束条件可以是固定边界、弹
簧连接等；加载条件可以是力、压力、温度等。
3. 设置仿真参数：选择适当的仿真参数，包括求解器类型、收敛准则、时间步长等。
这些参数的选择会影响仿真的准
确性和计算效率。
4. 运行Nastran仿真：将模型导入Nastran求解器，并运
行仿真。
Nastran会根据模型的几何形状、网格划分和边界
条件进行有限元分析，计算模型的应力、应变、位移等结果。
5. 后处理结果：使用Nastran的后处理工具对仿真结果进
行分析和可视化。
可以绘制应力云图、位移图等，以便更
好地理解模型的行为。
6. 优化设计：根据仿真结果，进行模型的优化设计。
可以
对几何形状、材料属性等进行调整，以改善模型的性能。
7. 迭代仿真：根据优化设计的结果，再次进行仿真。
重复
上述步骤，直到满足设计要求为止。
总之，基于HyperMesh与Nastran的联合仿真是一个迭代的过程，通过不断调整模型和参数，以得到准确的仿真结果，并进行优化设计。
这个过程需要具备一定的有限元分析和仿真经验。
Hypermesh分析设定ppt课件
力加载 forces
扭矩加载 moment
重力
创建接触属性及接触如下图所示
边界条件
gap
求解设置
设置分析步，包括分析所包含的特定的边界条件及分析类型。
Control card界面
提交运算
至此，可以将搭建好的模型提交给求解器求解。提交运算有两种方法: 1. 通过导出相应的求解器输入文件进行提交；
hypermesh直接支持多种主流求解器格式结构分析应力nvh疲劳非线性结构分析radiosslinearabaqusnastranansysmarcnsoft制造分析流动分析moldfilling挤压分moldflowcmoldhyperextrude安全性分析冲击碰撞乘员安全性分析dynapamcrashradiossmadymo优化分析拓扑形貌形状尺寸参数optistructnastran材料创建或编辑材料材料名称材料类型过滤材料类型材料名称
材料
材料名称：要创建或编辑的材料名称
材料类型过滤：快速选择材料类型
材料类型：所定义的材料类型，分别为：mat1、mat2、mat4、mat5、mat8、mat9和 mat10。 Mat1：为线性弹性材料。
创建或编 辑材料
材料名称
材料类型过滤
材料类型
材料属性
属性名称：要创建或编辑的材料名称 属性类型过滤：快速选择属性类型 属性类型：所定义的材料属性类型，常用的有pbar、pbeam、pshell、psolid 所用材料：属性所用的材料名称
Hypermesh教程
分析设定
分析设定
分析设定是指除网格之外的所有分析数据，包括：
• 创建材料、属性等. • 创建边界条件（约束、载荷、接触等） • 定义其它需要的信息（求解要求，运行参数等）
HyperMesh 与 Nastran 教程课件-精品文档
Nastran 简介
Nastran是20世纪60年代，美国航天局为发展航天事业而开发的一套 用于替代实验的有限元仿真程序。Nastran原来由多家公司共同开发，所
以有多个Nastran版本，我们现在所使用的是MSC.Nastran。
Hypermesh的功能
CAE 分析的三个过程：
获取3D CAD 模型 或者 相关的技术数据 (前处理) 创建 CAE 模型 • 划分网格 & 装配 • 质量检查 • 材料属性的设置 设置一个合适 的求解模板 (前处理)
（2） 帮助文件里的例子
注：在360浏览器中，目录可能无法展开，
需要使用Internet Explore浏览器。
点击Help， HyperMesh and BatchMesher
注：实例的模型在哪里找？
一般情况下，在安装盘（比如说F） → Altair →hw10.0 →tutorials →hm(或其他) 若没找到，可以在安装盘里搜器求解
(求解过程)
(前处理)
建立仿真分析的工况 • 输出请求 • 边界/初始条件 • 载荷工况 后处理 • 结果的提取 • 动态的查看 • 编写仿真分析报告
武汉海陆科技工程有限公司
(前处理)
(后处理)
• 本人的分析流程
SolidWorks建模并 保存为IGES格式
导入到hyperMesh中， 并创建有限元模型
HyperMesh 和 Nastran 教程
第一章： 基本功能简介
HyperMesh简介
HyperMesh是一个高效率、功能强大的有限元前后处理器，它提供了
一个交互式的、可视化的环境来进行产品的设计仿真分析。配有与各种有 限元计算软件（求解器）的接口，为各种有限元求解器写出数据文件及读 取不同求解器的结果件；可实现不同有限元计算软件之间的模型转换功能， 这在很大程度上提高了工作效率。
HyperMesh与Nastran 学习资料解读
HYPERMESH TRAINING 101 Created by Dr. Shalin Qiao
WHAT CAN HYPERMESH DO
• Intial conditions (velocities, accelerations). • Contact pairs. 1.8 Setup Menu （工况创建菜单） • Control cards (solution method, parameters, include files, set, time, etc.). • Output block (define output requirements). • Load steps (organize constraints, loads into a subcase) 1.9 Tool Menu (or Tool page) （工具菜单/页面） • Sets, Blocks, Tags, Titles. • Solver (also use Analysis page to open) that translate result file into HM format for post processing. • Element Check, faces, edges, penetration, normals, etc. • Isolate/modify/manage elements and structures, such as find, mask, translate, rotate, organize, renumber and son on • Statistics of a CAE model. Mass calculation, count,
HYPERMESH TRAINING 101 Created by Dr. Shalin Qiao
基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程Word版
基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程1、2、打开 hypermesh 选择 nastran 入口。
打开或导入响应模型（只是网格不带实体）。
3、点击material 创建材料。
a) Type 选择 ISOTROPIC（各向同性）b) card image 选择 MAT1（Defines the material properties for linearisotropic materials.）nastran help 文档。
c) 点击 creat/edit，编辑材料属性输入 E（弹性模量）、NU（泊松比）、RHO（密度）。
由于各物理量之间都是相互关联的因此要注意单位的选择（详情见附件一）。
这里选择通用的 E=2.07e5，NU=0.3，RHO=7.83e-9。
4、点击properties 创建属性。
a) 由于是二维模型 type 选择 2D。
Card image 选择 PSHELL（壳单元）。
Material 选择刚才新建的材料。
b) 点击 creat/edit。
c) 定义厚度即 T（例如 T=3，注意此时单位是 mm）。
5、创建 material 以及 properties 后要将这些数据赋予模型。
a) 点击component。
b) 由于不是创建是修改，所以左边点选 update选择相应部件。
然后双击c) 然后双击选择刚才新建的厚度属性。
d) 最后点击 update。
6、创建加载情况，点击。
a) 加一个单位动态激励。
创建名为 excite 的激励，点击 creat。
b) 加载单位激励。
Analysis-constraints 确定加载力的方向。
例如X 正方向加载激励，只需要勾选 dof1，且值为 1。
Load types 选择 DAREA。
然后在模型上选择一点，最后点击 create。
c) 创建激励频率范围。
创建名为 tabled1，card image 为 TABLED1,点击 creat/edit。
HyperMesh 与 Nastran 教程课件-精品文档
第一章： 基本功能简介
HyperMesh简介
HyperMesh是一个高效率、功能强大的有限元前后处理器，它提供了
一个交互式的、可视化的环境来进行产品的设计仿真分析。配有与各种有 限元计算软件（求解器）的接口，为各种有限元求解器写出数据文件及读 取不同求解器的结果件；可实现不同有限元计算软件之间的模型转换功能， 这在很大程度上提高了工作效率。
Nastran 简介
Nastran是20世纪60年代，美国航天局为发展航天事业而开发的一套 用于替代实验的有限元仿真程序。Nastran原来由多家公司共同开发，所
以有多个Nastran版本，我们现在所使用的是MSC.Nastran。
H
获取3D CAD 模型 或者 相关的技术数据 (前处理) 创建 CAE 模型 • 划分网格 & 装配 • 质量检查 • 材料属性的设置 设置一个合适 的求解模板 (前处理)
（2） 帮助文件里的例子
注：在360浏览器中，目录可能无法展开，
需要使用Internet Explore浏览器。
点击Help， HyperMesh and BatchMesher
注：实例的模型在哪里找？
一般情况下，在安装盘（比如说F） → Altair →hw10.0 →tutorials →hm(或其他) 若没找到，可以在安装盘里搜索一下。 要充分利用帮助文件。
提交相关的文件给 求解器求解
(求解过程)
(前处理)
建立仿真分析的工况 • 输出请求 • 边界/初始条件 • 载荷工况 后处理 • 结果的提取 • 动态的查看 • 编写仿真分析报告
武汉海陆科技工程有限公司
(前处理)
(后处理)
基于hypermesh及nastran的动刚度以及频率响应曲线图文教程
Nastran帮助文档D:\Program Files\nastran2010\md20101\Doc\pdf_nastran1、打开hypermesh选择nastran入口。
2、打开或导入响应模型（只是网格不带实体）。
3、点击material创建材料。
a)Type选择ISOTROPIC（各向同性）b)card image选择MAT1（Defines the material properties for linearisotropic materials.）nastran help文档。
c)点击creat/edit，编辑材料属性输入E（弹性模量）、NU（泊松比）、RHO（密度）。
由于各物理量之间都是相互关联的因此要注意单位的选择（详情见附件一）。
这里选择通用的E=2.07e5，NU=0.3，RHO=7.83e-9。
4、点击properties创建属性。
a)由于是二维模型type选择2D。
Card image选择PSHELL（壳单元）。
Material选择刚才新建的材料。
b)点击creat/edit。
c)定义厚度即T（例如T=3，注意此时单位是mm）。
5、创建material以及properties后要将这些数据赋予模型。
a)点击component。
b)由于不是创建是修改，所以左边点选update然后双击选择相应部件。
c)然后双击选择刚才新建的厚度属性。
d)最后点击update。
6、创建加载情况，点击。
a)加一个单位动态激励。
创建名为excite的激励，点击creat。
b)加载单位激励。
Analysis-constraints 确定加载力的方向。
例如X正方向加载激励，只需要勾选dof1，且值为1。
Load types选择DAREA。
然后在模型上选择一点，最后点击create。
c)创建激励频率范围。
创建名为tabled1，card image为TABLED1,点击creat/edit。
设置TABLED1_NUM=2，x(1)=0,y(1)=1,x(2)=1000,y(2)=1.d)创建rload2目的连接excite和tabled1.card image选择RLOAD2，点击creat/edit。
基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程
基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程1、2、打开hypermesh选择nastran入口。
打开或导入响应模型（只是网格不带实体）。
3、点击material创建材料。
a) Type选择ISOTROPIC（各向同性）b) card image选择MAT1（Defines the material properties for linearisotropic materials.）nastran help文档。
c)点击creat/edit，编辑材料属性输入E（弹性模量）、NU（泊松比）、RHO（密度）。
由于各物理量之间都是相互关联的因此要注意单位的选择（详情见附件一）。
这里选择通用的E=2.07e5，NU=0.3，RHO=7.83e-9。
4、点击properties创建属性。
a)由于是二维模型type选择2D。
Card image选择PSHELL（壳单元）。
Material选择刚才新建的材料。
b)点击creat/edit。
c)定义厚度即T（例如T=3，注意此时单位是mm）。
5、创建material以及properties后要将这些数据赋予模型。
a)点击component。
b)由于不是创建是修改，所以左边点选update选择相应部件。
然后双击c)然后双击选择刚才新建的厚度属性。
d)最后点击update。
6、创建加载情况，点击。
a)加一个单位动态激励。
创建名为excite的激励，点击creat。
b)加载单位激励。
Analysis-constraints确定加载力的方向。
例如X正方向加载激励，只需要勾选dof1，且值为1。
Load types选择DAREA。
然后在模型上选择一点，最后点击create。
c)创建激励频率范围。
创建名为tabled1，card image为TABLED1,点击creat/edit。
设置TABLED1_NUM=2，x(1)=0,y(1)=1,x(2)=1000,y(2)=1.d)创建rload2目的连接excite和tabled1.card image选择RLOAD2，点击creat/edit。
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基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程
1、2、打开hypermesh选择nastran入口。
打开或导入响应模型（只是网格不带实体）。
3、点击material创建材料。
a) Type选择ISOTROPIC（各向同性）
b) card image选择MAT1（Defines the material properties for linear
isotropic materials.）nastran help文档。
c)点击creat/edit，编辑材料属性输入E（弹性模量）、NU（泊松
比）、RHO（密度）。
由于各物理量之间都是相互关联的因此要
注意单位的选择（详情见附件一）。
这里选择通用的E=2.07e5，
NU=0.3，RHO=7.83e-9。
4、点击properties创建属性。
a)由于是二维模型type选择2D。
Card image选择PSHELL（壳单
元）。
Material选择刚才新建的材料。
b)点击creat/edit。
c)定义厚度即T（例如T=3，注意此时单位是mm）。
5、创建material以及properties后要将这些数据赋予模型。
a)点击component。
b)由于不是创建是修改，所以左边点选update
选择相应部件。
然后双击
c)然后双击选择刚才新建的厚度属性。
d)最后点击update。
6、创建加载情况，点击。
a)加一个单位动态激励。
创建名为excite的激励，点击creat。
b)加载单位激励。
Analysis-constraints确定加载力的方向。
例如
X正方向加载激励，只需要勾选dof1，且值为1。
Load types选
择DAREA。
然后在模型上选择一点，最后点击create。
c)创建激励频率范围。
创建名为tabled1，card image为TABLED1,
点击creat/edit。
设置TABLED1_NUM=2，x(1)=0,y(1)=1,x(2)=1000,
y(2)=1.
d)创建rload2目的连接excite和tabled1.card image选择
RLOAD2，点击creat/edit。
进入子页面后分别双击
和选择excite以及tabled1.
e)由于是采用Lanczos算法计算，创建eigrl，card image选择
EIGRL，然后点击creat/edit。
V1和V2代表计算频率的范围，
ND代表计算阶次。
两种方法可以选择设置，设置V1=0，
V2=750.
f)创建frequency，card image选择FREQi，进入子页面后勾选
FREQ1。
（Defines a set of frequencies to be used in the solution
of frequency response problems by specification of a starting
frequency, frequency increment, and the number of increments
desired.）。
F1是起始频率，DF是增量，NDF是次数。
此模型
中查看
7、要设置一个集合，确定计算那个点的频响函数。
进入Analysis-
entity sets，name可以随便命名，card image选择SET，确定下
面一行是nodes，然后点选一个
节点，点击creat。
由于后续工作要计算动刚度，因此要选择加
载激励的节点。
8、要设置loadsteps，是设置一种子工况，把各种加载调用起来。
a)创建名为subcase的loadcase，type选择freq.resp(modal)，勾
选DLOAD并赋予rload2，METHOD（STRUCT）赋予eigrl，FREQ
赋予frequency，点击creat。
如果有固定约束的话，还要勾选
SPC并赋予固定约束。
9、设置控制卡片。
这部分为了控制计算环节，因此不同的求解器，
控制卡片会有不同。
点击control card。
a)点击SOL，Analysis选择Model Frequency Response。
b)点击PARAM（Parameter Specification参数规格）勾选COUPMASS
（值默认-1），勾选G（结构阻尼）一般设为0.04，勾选POST
（默认值-1）求解器代码。
c)点击GLOBAL_OUTPUT_REQUEST，输出的是加速度勾选
ACCELERATION，并勾选子选项SORTING，FORMAT，FORM。
其
中SORTING选择SORT2，FORMAT选择PUNCH，FORM选择
PHASE，SETID选择前面设置的点集SET。
解释SORT1与SORT2的区别查看帮助文档，得知SORT1是不同节点在某个频率或时间下的响应，SORT2是同一个节点在
不同频率下的响应，显然SORT2是我们需要的；看频率响应曲
线需要pch格式的文件，PUNCH指令就是为了输出pch文件。
REAL/IMAG或者PHASE是可以通过实部虚部输出或者通过幅
值相位的形式输出。
由于看的响应曲线Y坐标值是复制，因此
选择PHASE 以幅值相位形式输出。
10、到处bdf格式文件。
11、用nastran软件打开bdf文件。
可以在Optional keywords里面写
入scr=yes,就不会生成过程文件。
如果没有错误会生成pch文
件。
假如没有pch文件，进入f06文件搜索“fatal”查看错误。
12、用hypergraph软件打开pch文件
a)点击build plots图标，点击找到pch文件，在
栏目下选择相应方向，由于激励是X方向因此选择看X方向上
的响应。
选择apply。
b)计算出来的是加速度曲线A = A(ω)
F(ω) ,动刚度曲线是K∗ = F(ω)
S(ω)
,已
知a(ω) = s(ω)，对于幅值来说A(ω) = (2πf)2S(ω)。
即
∗(2πf)2
A
K =
13、需要在hypergraph里面编辑一个公式，来实现这个转化。
a)点击plot macros图标来新建一个公式。
b)点击左边的add，弹出页面再点击add，type选择curve。
c)点击curve标签。
Label填写公司名称，X轴不变，Y轴变为K∗，
因此光标移到X一栏，双击Parameters下的Parameter1，X栏
就会出现p_1.x，表示新函数X轴变量仍未原函数的x；Y栏填。
点击clouse。
写4*pi^2*p_1.x^2/p_1.y，表示(2πf)2
A
d)双击主页面Parameters下的Parameter1选择原函数，即频率
响应函数。
e)点击apply。
有时会出现错误，检查频率响应曲线是否有零点。
f)如果有零点可以用Modify Curves命令直接去无零点的频率
范围。
选定频率段后点击TIM，删除其他部分曲线。