1、-_第 一 章 Hypermesh 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
2、的 影 响 ， 或 者 说 mesh是 保 证 有 限 元 分 析 结 果 准 确 的 重 要 条 件 。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 HyperMesh10.0 安 装 方 法1、 按 正 常 步 骤 安 装 完 后 ， 将 虚 拟 盘 下 的 MAGNiTUDE 里 面 的License 文 件 考 到 安 装 目 录 下 “C:hw1
3、0.0security”下 ;2、 编 辑 License 文 件 ， 将 this_host 替 换 为 电 脑 名 保 存 。 修 改 第 二 行 的文 件 路 径 例 如 C:hw10.0securitywin32altair_lm.exe 保 存 。3、 将 安 装 包 里 面 的 “MAGNiTUDEAltairhw10.0securitywin32”下的 两 个 文 件 “altair_lm.exe， lmgrd.exe”考 到 对 应 的 安 装 目 录 如“C:Altairhw10.0securitywin32“下 。4、 将 修 改 后 的 文 件 altair_lic.da
4、t 拷 贝 到 安 装 文 件 “ hw10.0securitywin32”下 ， 将 文 件 格 式 改 为 altair_lic.log;5、 运 行 License 管 理 器 ， 建 立 Hyperworks 的 许 可 证 。 具 体 操 作 ： 点C:hw10.0securitywin32 目 录 下 的 lmtools.exe,选 择 config services选 项 卡 :a: Path to lmgrd.exe file 指 C:hw10.0securitywin32lmgrd.exe;b: Path to license file 指 向 C:hw10.0securit
5、yALTAIR_LIC.DAT;c: Path to debug log file 指 向 C:hw10.0securitywin32altair_lic.log66、 接 着 选 择 Start/Stop/Reread 选 项 卡 ,点 击 Start Server， 提 示Server Start Successful 就 OK 了 ！ -_第 二 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
6、elems。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 。在 HyperMesh 中 ， 我 们 把 geom
7、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
8、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 。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
9、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 。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 ，
10、 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 。窗 口 下 方 是 主 菜 单 ， 共 分 7 类 ， 分 别 是Geom、 1D、 2D、 3D、
11、 BCs、 Tool、 Post， 每 一 类 中 有 一 些 重 复 的 比 较经 常 使 用 的 命 令 。-_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 。Analysis: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
12、 ， 对 于 mesh 本 身 不 很 重 要 。窗 口 右 侧 是 视 图 种 类 的 选 择 。第 三 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-_鼠标操作 功能左键 执行选择操作右键 在图形区中取消选择实体，中止
13、图形操作中键 在旋转和弧动态运动模式中，拾取模型中的一个点作为新的旋转中心。执行面板中命令。Ctrl+左键 动态旋转模型Ctrl+右键 平移模型Ctrl+中键 放大图形的一个区域Ctrl+中键（滚轮） 放大或缩小模型二 、 键 盘 热 键热键 操作B 返回到以前操作的视图中Z 缩放视图P 刷新显示W 窗口局部显示F 充满窗口R 旋转C 设定视图中心T 设定视角显示A 弧形旋转S 当鼠标上下移动时动态缩放视图M 关闭菜单项，只显示图形（再按 M 回到菜单显示）+或- 逐步缩放视图 逐步旋转视图三 、 快 捷 键-_功能键 对应菜单 加 Shift 键后的对应菜 单 加 Ctrl 键后的对应菜单F
14、1 隐藏线（hidden line ） 颜色（color ） 打印幻灯片（print slide）F2 删除（delete） 临时节点（temp nodes） 幻灯片文件（slide file）F3 替代（replace） 边（edges ） 打印 EPS（只对 UNIX 系统）F4 距离（distance） 移动（translate） EPS 文件F5 隐藏显示（mask） 寻找（find） 打印 B/W EP3 文件F6 单元编辑（element edit ） 分割（split ） JPEG 文件F7 节点对齐（align node） 投影（project）F8 创建节点（create n
15、ode） 节点编辑（node edit ）F9 编辑线（line edit） 面编辑（surf edit）F10 检查单元（check element） 法线（normal ）F11 几何清理（quick edit） 组织（organize ）F12 自动划分网格（automesh） 平滑（smooth ）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
16、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
17、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 ， 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
18、可 以 在 今 后 的 工 作 中 灵 活 的 运 用 此 特 性 。第 四 节 主 要 面 板 的 功 能 介 绍-_1、 Geom 界 面 功 能 ：选 项 中 文 名 称 功 能 解 释nodes 节 点Node edit 节 点 编 辑 在 一 个 平 面 上 关 联 、 移 动 或 放 置 节 点Temp nodes 临 时 节 点 增 加 或 去 掉 临 时 节 点distance 距 离 查 询 节 点 之 间 的 距 离 和 角 度lines 线 通 过 拾 取 节 点 创 建 线Line edit 线 编 辑 组 合 线 ， 在 一 个 点 、 交 点 、 线 或 平 面 处
19、 分 割 线 ，或 对 线 进 行 平 滑 处 理circles 圆 创 建 圆 或 圆 弧length 长 度 确 定 一 组 已 选 择 线 的 长 度surfacesSurface edit 曲 面 编 辑 用 线 或 曲 面 剪 切 曲 面 、 分 割 面 上 的 边 、 从 曲 面 边创 建 线 和 去 除 剪 切 线defeature 除 掉 特 征 去 除 曲 面 特 征midsurfacesolidsSolid editprimitivesQuick editEdge editPoint editautocleanup 几 何 清 理 包 工 具 帮 助 准 备 划 分 网 格
20、 的 曲 面 几 何2 1D 的 界 面 功 能 ：-_选 项 中 文 名 称 功 能 解 释masses 质 量 创 建 和 更 新 质 量 单 元bars 梁 单 元 创 建 或 更 新 bar2 或 bar3 单 元rods 杆 单 元 创 建 或 更 新 杆 单 元rigids 刚 性 单 元 创 建 或 更 新 刚 性 或 刚 性 连 接 单 元Rbe3 RBE3 单 元 创 建 或 更 新 RBE3 单 元springs 弹 簧 单 元 创 建 或 更 新 弹 簧 单 元gaps 间 隙 创 建 、 查 看 或 更 新 间 隙 单 元connecters 集 合 器 创 建 组 合
21、 数 据 在 一 起 的 组 件Spotweld 点 焊 单 元 创 建 或 更 新 点 焊 单 元Hyperbeam Hyper 梁 在 进 入 Hyper 梁 模 式 之 前 定 义 梁 截 面 特 性Line mesh 线 网 格 在 节 点 之 间 或 沿 着 一 条 线 创 建 一 维 单 元Linear 1d 线 性 一 维 创 建 一 维 单 元 绘 图 单 元vectors 向 量 创 建 或 更 改 向 量Systems 坐 标 系 统 创 建 局 部 坐 标 系 统Edit element 编 辑 单 元创 建 、 组 合 和 分 割 单 元spilt 分 割 将 单 元
22、分 割 成 指 定 的 模 式replace 替 代 等 效 节 点detach 分 离 从 连 接 单 元 中 分 离 单 元Order change 改 变 阶 次改 变 单 元 的 阶 次 （ 一 阶 和 二 阶 单 元 的 切 换 ）Config edit 配 置 编 辑 改 变 已 有 单 元 的 配 置Elem types 单 元 类 型 选 择 和 改 变 已 有 的 单 元 模 型3 2D 界 面 功 能 ：-_选 项 中 文 名 称 功 能 解 释planes 平 面 通 过 平 面 上 的 线 创 建 一 个 平 面 或 网 格cones 圆 锥 创 建 圆 锥 、 圆 柱
23、 曲 面 和 网 格spheres 球 面 创 建 球 面 或 网 格torus 圆 环 创 建 环 面 或 网 格ruled 规 则 通 过 不 连 在 一 起 的 节 点 或 线 创 建 一 个 平 面 或 网 格spline 样 条 通 过 样 条 线 创 建 曲 面 或 网 格skin 蒙 皮 通 过 一 系 列 线 创 建 一 个 平 面 或 网 格drag 拖 动 通 过 拖 动 节 点 、 线 或 单 元 创 建 一 个 曲 面 或 网 格spin 旋 转 通 过 沿 着 一 个 向 量 旋 转 节 点 、 线 或 单 元 创 建 一 个 曲 面或 网 格Line drag 线
24、拖 动 通 过 沿 着 一 条 线 拖 动 节 点 、 线 或 单 元 创 建 一 个 曲 面 或网 格Elem offset 单 元 偏 置 基 于 板 单 元 或 壳 体 单 元 ， 通 过 在 板 壳 单 元 法 线 方 向 的偏 置 ， 创 建 实 体 单 元 、 多 层 板 单 元 或 壳 体 单 元connectersHyper Laminateautomesh 自 动 网 格 在 曲 面 上 交 互 式 或 自 动 划 分 网 格Shrink wrapsmooth 光 滑 提 高 曲 面 上 网 格 的 质 量QualityindexElem cleanup4、 3D 界 面 功
25、 能-_选 项 中 文 名 称 功 能 解 释Solid map 实 体 映 射通 过 定 义 原 始 面 、 目 标 面 和 引 导 面 而 创 建 实 体Linear solid 线 性 实 体在 平 面 单 元 的 两 个 组 之 间 创 建 实 体 单 元Solid mesh 实 体 网 格在 由 边 线 定 义 的 实 体 内 创 建 实 体 网 格drag 拖 动通 过 拖 动 节 点 、 线 或 单 元 创 建 一 个 曲 面 或 网 格spin 旋 转通 过 沿 着 一 个 向 量 旋 转 节 点 、 线 或 单 元 创 建 一 个 曲 面或 网 格Line drag 线 拖
26、动通 过 沿 着 一 条 线 拖 动 节 点 、 线 或 单 元 创 建 一 个 曲 面 或网 格Elem offset 单 元 偏 置基 于 板 单 元 或 壳 体 单 元 ， 通 过 在 板 壳 单 元 法 线 方 向 的偏 置 ， 创 建 实 体 单 元 、 多 层 板 单 元 或 壳 体 单 元teramesh 四 面 体 格 自动 划 分填 充 封 闭 曲 面 围 成 的 实 体 生 成 一 阶 或 二 阶 四 面 体 实 体单 元-_5、 Analysis 界 面 功 能选 项 中 文 名 称 功 能 解 释Load types 载 荷 类 型 为 新 模 型 选 择 载 荷 器
27、类 型 或 更 改 在 模 板 文 件 中 已有 的 载 荷 类 型Constraints 约 束 创 建 或 更 改 约 束 或 节 点 上 的 强 迫 位 移Equations 方 程 创 建 、 观 看 和 更 改 方 程forces 力 创 建 或 修 改 力moments 力 矩 创 建 或 更 改 力 矩pressures 压 力 创 建 或 更 改 压 力temperature 温 度 创 建 或 更 改 温 度flux 流 量 创 建 或 更 新 节 点 流 量 载 荷Load on geomInterfaces 界 面 创 建 和 修 改 界 面 定 义 接 触 或 滑 移 面Entity sets 实 体 设 置 创 建 一 批 节 点 或 单 元blocks 快 创 建 或 修 改 快 实 体contactsurfs 约 束 面 创 建 或 修 改 接 触 面 实 体Control cardsOutput block 输 出 块 创 建 和 更 新 输 出 请 求 中 使 用 的 模 块Load steps 载 荷 步 创 建 和 更 新 载 荷 集 合 器 集 合safety 安 全 性Solver 求 解 器 允 许 用 户 在 hypermesh 内 运 行 一 个 外 部 程 序 或指 定 并 运 行 一 个 求 解 器
