Hypermesh常见错误分析
I常见错误
本章包含“Practical Finite Element Analysis”一书中的部分内容，Matthias Goelke和Gareth Lee 增加了部分内容，并审阅了本章。
1.1 组织类的错误
接下来我们将分享不同职能部门的CAE工程师易犯的错误。
CAE工程师：
1) 提交任务时没有检查模型（应该由两位工程师相互检查）：检查他人的模型是一件非常枯燥且不乐意接受
的工作，但此项工作却非常重要且需要尽心尽责。模型应该反复检查所有的细节，确保高质量，并将失误率降到最低。
举个例子，一家CAE服务供应商提交了一个网格模型给他们的老客户，除了材料属性，其他都非常不错。终端用户的分析工程师多年来已经习惯了这家CAE供应商提交的没有错误的模型。因此，他没有检查模型的材料属性，就开始盲目分析。在设计后期，发现了该模型分析结果和以前类似分析的结果有很大区别。经过仔细检查模型后，分析人员才意识到是材料属性的区别。因此，请在提交工作之前再仔细检查一遍，然后再让你的同事检查一遍。同时也要求你的客户在进行分析前从各个方面再检查模型一次。
2) 输入/输出错误：有些前处理软件并不会输出所有的单元和边界条件，除非设置了相应的控制选项或使用特
殊转换器。一个CAE团队针对某特定求解器输出一个大规模网格的模型，一些特殊单元（如RBE3单元）由于转换器的问题无法输出。这些单元是模型中额外的连接，在模型检查中不会影响刚体模态。求解器完全按照输出的模型进行求解。根据CAE的结果，CAD工程师设计出产品样品。测试结果将与分析结果不一致，导致修改产品设计。CAD新数据将反馈给网格小组，这样也只是改变了局部设计结构，而没有在最初的模型连接关系上做修改。但是这次，CAE团队有了全新的前处理软件，输出将保证100%成功，所有的单元包括前期没有输出的单元也将输出。新的结果将同原始结果有很大的不同，在仔细检查模型，对比单元数量后，分析人员才意识到部分刚体单元丢失的问题。几百个工程师同时开展相关工作，包括CAD、原型、测试、规划人员等等，谁负责产品延迟以及相应的损失呢？是分析人员还是服务供应商还是前处理软件？强烈建议在给客户模型之前，导入网格模型，检查所有网格质量，并对比每一个类型的单元数量，如三角型单元、刚性连接、弹簧、质量块等。
3) 经验是最好的老师：CAE工程师通常需要较高的资历，经验丰富，知识广博并知道如何解决问题。新工程
师最好的老师，毫无疑问是这些经验丰富的老工程师。软件培训人员或者工程咨询人员往往并不会了解客户到底需要哪些东西。每个公司都应该鼓励和特别激励老工程师分享他们的经验。
4) 网格划分被认为是技术含量低的工作，硕士或博士不愿意在网格划分上花费时间：
出现一些危险的倾向，他们觉得网格划分是一件技术含量低的工作，自己完全能够胜任，不应该在这上面花费时间。大厦尚需良基，网格划分是CAE的基础。至少在最初几年，分析人员应该被鼓励去进行网格划分。
5) 分析人员不愿意访问产品部门、测试部门，也不愿意去学习产品制造、功能或失效的相关知识：坐在空调
办公室的电脑面前，提交一份漂亮的计算报告不会让CAE工作很成功。经常拜访测试部门，观察结构的各个组成，对比实际与模拟的表现等是完全必要的。了解产品如何工作、如何制造、如何测试、实际表现如何，将大大的提高CAE工作的质量。
6) 提供关于数据测量和测试的相关培训：强烈建议针对CAE工程师开展关于数据测量和测试的基础培训。
7) 没有考虑时间、软硬件能力而无谓强调建模细节：有限元分析是一种近似方法，无视当前的软硬件资源而
过分强调细节将导致问题复杂化。例如，当分析一个结构时，失效发生在实体结构，则此时螺栓应该简化，用梁单元和刚性单元连接代替。
8) 忠于特定软件并对学习使用新软件存在抵触：工程师使用特定的软件多年，不愿意更换到新的软件。没有
一款商业软件是完美的，每一个软件都有其优缺点。在服务行业，最关心的是工作效率和质量。尽管一款软件很好，但是需要更多的时间，那么最好使用耗时少的软件。有时组合使用两种软件效率更高。例如网格划分采用一款软件，而网格质量改进和重划则使用另一款软件。CAE工程师应该忠于他的职责而不是软件工具。
9) 在设计链中，设计工程师才是最重要的人，而不是CAE工程师：CAE工程师通常需要很高的资历，薪水
很高，有时会形成这样一种观点：CAE工程师是设计环节中最重要的人。但应该注意的是，设计工程师才是设计环节最重要的人，CAE工程师的职责是为设计师提供分析服务。
10) 在建议改进时，没有考虑到制造约束和成本因素：有时CAE工程师给出建议，既不符合制造工艺也没有
考虑成本控制。例如，很容易提出增加高应力区域的部件厚度，或者使用高强度的材料，或者改进结构设计，却没有考虑制造工艺。CAE工程师应该多跟设计和制造工程师沟通。
CAE市场工程师
1) 接受超出他们能力的工作：有些市场工程师接受新的项目，仅仅因为公司的名气或者项目内容庞大，却没
有考虑技术团队和软硬件的能力和限制。
2) 承诺不切实际的时间进度：有时市场工程师承诺在给定的时间内完成任务，但是在当前软件以及团队资源
状态下根本无法完成。严格按照时间表来推进进度，高质量完成工作是非常必要的，并能反映公司的市场成功。贴心沟通，让人印象深刻的说明以及其他因素能给客户带来良好的第一印象，但是如果没有严格按照时间表来高质量的完成任务，再好的印象也只会灰飞烟灭。
CAE经理以及团队领导：
1) 没有咨询CAE工程师就提交了任务：实际上在拜访客户期间，非CAE技术的经理会参与会议并提交任务，
而没有事先咨询负责的工程师。
2) CAE经理/领导应该在该领域具有多年的经验，而不能是其他领域的专家：具有CAE经验的经理能理解
CAE工程师面临的困难，并在必要时有能力帮助他们。CAE工作被称为是白领的工作，但其需要经常加班，并且由于产品紧凑进度伴随着巨大的精神压力。像这样来自经理或者领导的回复：“不要问我，那是你
果，不要再来我的办公室。”会严重打击CAE工程师的积极性。
3) CAE流程管理：CAE流程管理帮助组织获取知识，确保CAE的最佳实践，在CAE流程自动化、流程向
导和流程集成上会很有用。它使组织可以执行标准的CAE流程，包括自动载荷施加，同CAD、PDM系统、数据系统、其他的IT系统以及应用交互，获取最佳实践模板。它还可以保存知识，当人员离职时，它使组织依然可以改进产品设计，并使不同技能的CAE工程师可以稳健的开展工作。
系统管理员：
1) 不愿修复电脑软硬件相关问题：一个有15个工程师的团队，至少需要15台工作站。电脑，毕竟是机器，
终究会出问题。如果不能提供良好状态的电脑并且快速地修复软硬件故障，那么CAE工作很难开展。一个知识广博的系统工程师对CAE团队是异常重要的。
2) 不正确的数据备份流程：在项目攻坚阶段或者中间节点阶段数据损失的代价非常高。想象一下，我们怎么
能跟客户说：我们的工作快做完了，但是系统崩溃了，没有数据备份，一切不复存在？CAE经理和系统工程师的主要职责便是安排好日常数据备份，使得每一位员工下班前都做备份。另一个良好的建议是：在操作过程中每隔三四个小时，就保存一次不同的文件。
人力资源
同岗不同酬：在许多公司里，最不显眼的部门便是HR。在CAE部门里，同样的工作和资历但薪水不同是很常见的。当有紧急招聘时，HR通常给出较高的薪水。当CAE工程师了解到新来的员工有高很多的薪水时，他们会感到很沮丧。常常会导致HR招聘了一个新的工程师，却离开了两位老员工。
1.2 建模和可视化
以上总结从组织的角度反映了常见的失误，以下总结是关于建模和可视化的错误。在分析中，FEM求解器会报告警告和错误，警告可以认为是提醒，比如单元质量较差，而错误则会导致程序停止。错误可能是由于极端扭曲的单元、丢失材料信息、刚体位移引起的约束不足等因素导致的。
以下列出建模常见错误，以引起对建模错误的重视。更多的建模陷阱详细信息在本书其它章节给出了介绍。
●几何简化
在许多情况下简化模型以获得更好的网格质量是十分必要的。例如，最小单元尺寸不能小于X，为了达到网格尺寸要求，必须将微小的倒角去除，如下图所示。尽管简化是必须的，但是必须注意，此有限元模型不同于原始几何模型。
●网格划分
在模型中使用什么类型的单元？为何使用此类型单元？以前使用过吗？你可以用3D单元划分三维薄壁结构，比如六面体和四面体单元，也可以使用二维单元来划分这个结构的中面。
除了决定使用二维还是三维单元，还需要开展一些关于四边形和三角形单元、六面体和四面体单元之间不同数值特性的考量。
另一个常见建模错误是单元尺寸问题。最终目标是分析结果不依赖于网格尺寸，通常需要细化网格重新开始分析，来检查仿真的收敛性，关键部位的网格尺寸应该细化。
最重要的是网格质量，单元不仅仅反映CAD模型，有限元结果依赖于单元。任何偏移理想单元形状的单元，将导致数值误差，而该误差通常很难评估。
在下面的模型中，部分单元并不是共节点的，单元局部没有匹配节点。单元没有耦合节点的地方被红色区域标记出。
然而有限元软件并不会提示任何警告或者错误信息。如果该网格并没有共节点（模型没有检查自由边）那么此模型的错误将不会被发现，直到检查分析结果时。如下图所示，此位移并不连续。
此外还需注意单元的法向。如下图所示，一块板承受弯曲载荷，单元下表面Z1的应力在中间部分有突变，由受拉变成受压。
下面的图片可以帮助理解这个问题。绿色区域Z1位于板结构的上表面（收拉），蓝色区域的Z1
的下表面（受压）。
●材料
单位系统的不一致代表另一类常见的错误，比如混淆了毫米和米、千克和吨等。在转换单位制时要特别小心，单位制错误不会引起任何的警告信息，除非在该单位制下模型分析失败。
●边界条件和载荷
在施加边界条件和载荷的时候尤其容易发生错误。举例来说，在HyperMesh的临时节点上施加约束将导致建模错误。
图中黄色的临时节点并不是有限元模型中的节点，这种情况会导致结构没有被约束或者载荷没有加上，容易引起刚体位移或错误的结果。
●可视化
在奋战多时之后终于建好模型可以开展分析，分析人员会心花怒放，这时候往往查看结果时会粗心大意，不注意查看细节。特别如果是有限元新手，对云图显示不是很敏感的时候。永远要第一时间检查位移和应力的幅值。尽管位移或应力分布看起来合理，你可能会发现小应变分析位移幅值大到10E4mm或者线性材料应力高到1000MPa。
hypermesh运用实例
运用HyperMesh软件对拉杆进行有限元分析 1、1 问题得描述 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。求载荷下得应力与变形。 图1-1 拉杆结构图 1、2 有限元分析单元 单元采用三维实体单元。边界条件为在拉杆得纵向对称中心平面上施加轴向对称约束。 1、3 模型创建过程 1、3、1 CAD模型得创建 拉杆得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 1、3、2 CAE模型得创建 CAE模型得创建工程为: 将三维CAD创建得模型保存为lagan、igs文件。 启动HyperWorks中得hypermesh:选择optistuct模版,进入hypermesh程序窗口。主界面如图1-3所示。 程序运行后,在下拉菜单“File”得下拉菜单中选择“Import”,在标签区选择导入类型为“Import Goemetry”,同时在标签区点击“select files”对应得图形按钮,选择“lagan01、igs”文件,点击“import”按钮,将几何模型导入进来,导入及导入后得界面如图1-4所示。 图1-3 hypermesh程序主页面
图1-4 导入得几何模型 (4)几何模型得编辑。根据模型得特点,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页面菜单及其对应得面板 图1-6 solids按钮命令对应得弹出子面板
Hypermesh和Abaqus的接口分析实例
Hypermesh和Abaqus的接口分析实例（三维接触分析） In this tutorial, you will learn how to: ?Load the Abaqus user profile and model ?Define the material and properties and assign them to a component ?View the *SOLID SECTION for solid elements ?Define the *SPRING properties and create a component collector for it ?Create the *SPRING1 element ?Assign a property to the selected elements Step 1: Load the Abaqus user profile and model A set of standard user profiles is included in the HyperMesh installation. They include: RADIOSS (Bulk Data Format), RADIOSS (Block Format), Abaqus, Actran, ANSYS, LS-DYNA, MADYMO, Nastran, PAM-CRASH, PERMAS, and CFD. When the user profile is loaded, applicable utility menu are loaded, unused panels are removed, unneeded entities are disabled in the find, mask, card and reorder panels and specific adaptations related to the Abaqus solver are made. 1. From the Preferences drop down menu, click User Profiles.... 2. Select Abaqus as the profile name. 3. Select Standard3D and click OK. 4. From the File drop down menu, select Open… or click the Open .hm file icon. 5. Select the abaqus3_0tutorial.hm file. 6. Click Open. Step 2: Define the material properties HyperMesh supports many different material models for Abaqus. In this example, you will create the basic *ELASTIC material model with no temperature variation. The material will then be assigned to the property, which is assigned to a component collector. Follow the steps below to create the *ELASTIC material model card: 1. From the Materials drop down menu, select Create. 2. Click mat name = and enter STEEL. 3. Click type= and select MATERIAL. 4. Click card image = and choose ABAQUS_MATERIAL. 5. Click create/edit. The card image for the new material opens. 6. In the card image, select Elastic in the option list.
螺栓预紧结构用Hypermesh做接触实例
螺栓预紧结构用Hypermesh 做接触实例 在很多场合，要将若干个零件组装起来进行有限元分析，如将连杆与连杆盖用连杆螺栓连接起来，机体与气缸盖用螺栓连接起来，机体与主轴承盖连接起来。如何模拟螺栓预紧结构更符合实际情况，是提高有限元计算精度的关键。 螺栓+螺母的连接与螺钉的连接有所不同，螺栓+螺母的连接方式比较简单，可以假设螺母与螺栓刚性连接，由作用在螺母上的拧紧力矩折算出作用在螺栓上的拉伸力F ，将螺杆中间截断，在断面各单元的节点上施加预紧单元PRETS179，模拟螺栓的连接情况。 对于螺钉（双头螺栓）连接有些不一样，螺钉头部对连接件1施加压应力，接触面是一个圆环面，但栽丝的一端，连接件2受拉应力。一种方法是在螺纹圆周上施加拉力，相当于螺纹牙齿接触部分，而且主要在前几牙上存在拉力，如第一牙承担60~65%的载荷，第二牙承担20~25%的载荷，其余作用在后几牙，但因螺纹的螺距较小，一般为1.5~2mm ，而单元的尺寸为3~4mm ，因此可以假定在连接件2的表面的螺纹圆周节点上施加拉力。另一种方法是在连接件2的表面的整个螺纹截面的所有节点上施加拉力，这样可能防止圆周上各节点上应力过大，与实际情况差别较大，应为实际表面圆周各节点只承受60~65%的载荷。比较好的处理办法是在连接件的表面单元的圆周节点上施加70%的载荷，在第二层单元的圆周节点上施加30%的载荷，但操作比较麻烦。 随着连接件1、2的内部结构和刚度不同，以及连接螺钉的个数和分布的不均匀性，连接件1、2表面的变形不一致，产生翘曲，使表面的节点有的接触，有的分离，而导致接触面的应力分布和应变分布不均匀，因此需用非线性的接触理论来讨论合件的应力问题。 若不考察螺栓头部与连接件1表面的变形，可用将螺栓与连接件1用一个公共面连接，作为由两种不同材料的构件组成一个整体。螺钉（双头螺栓）与连接件2也用这种方法处理。 图1是一个简单的螺钉连接实体模型。图2是用hypermesh 划分网格后的模型。 图1 实体模型 图2 网格模型 该模型由三个零件组成，连接件1（蓝色）、连接件2（橙色），螺钉（紫红）。 1. 建立实体模型 在PRO/E 中建立三个零件模型，见图3、4、5，并组合成合件（见图1）。
hypermesh梁壳单元混合建模实例
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。
【HM内建模】Hypermesh典型例子了解HW
Hypermesh网格划分简单介绍。 这一章主要介绍hypermesh的流程，通过一个简单的例子让大家了解hypermesh的功能，使大家对hypermesh不再陌生。 这一章涉及到了几何建模，2D网格的生成，3D网格的生成，集合器collectors，删除等一些主要的功能。通过这一章，可以对hypermesh有一个基本的认识。 几何建模 1，启动hypermesh 2，点击Geom/create nodes面板，默认输入，点击create，在（0，0，0）处制作一个节点。3，点击永久菜单中的f键，观察所生成的节点，在屏幕中心处有一个黄色的小圆圈 4，点击Geom/circle ，选择center&radius子面板。点击制作的节点，选中之后黄色的圆圈变为白色。 5，选择z方向为法向，选择制作的节点，这个节点由白色变为紫色。 6，在后面的指针开关中选择circle 7，在radius=后面的输入框内，输入1，点击create，作一个半径为1的圆。 8，点击永久菜单中的f键，观察所生成的圆，按住ctrl键，同时按住鼠标左键，移动鼠标左键。旋转观察所生成的圆 9，点击return，退出这个面板。 2D网格的生成 1，点击2D/spline，选择创建的圆 2，选择keep tangentcy前面的方框，使其里面有一个对勾，
3，点击keep tangentcy上面的有一个三角形的键，选择mesh ，dele surf，点击create，出现一个选择，选择yes，生成2D网格。 4，在elem density=后面的输入框中，输入14，点击elem density=左面的最下面的那个绿色的set all to
Hypermesh大全
Hypermesh操作大全 1.Geom 1.1 Node节点 （1）xyz坐标创建节点，可以选择坐标系，as node在节点上 （2）On Geometry在几何上创建节点，可以在硬点、线、表面、平面上创建节点 （3）Arc Center在圆弧圆心创建节点，可以在节点、线与硬点组成的圆弧中心创建节点，可以设定容差（默认忽略容差） （4）Extract Parametric在线、面上以输入参数阵列节点，定义阵列区域大小（百分比）与阵列节点数目 Extract on Line在线上阵列节点，可以输入阵列节点数目，间隔算法有线性、指数与曲率控制（中间稀疏两边密或者中间密两边稀疏），可以输入间隔密度（5）Interpolate Nodes插值节点，输入在节点之间插值节点的数目以及算法，算法有线性、指数与曲率控制可以输入间隔密度 Interpolate on Line在线上插值节点 Interploate onSurface在面上的节点之间插值节点 （6）Intersect交叉，在交叉处创建节点，可以创建【向量、线】与【线、实体、表面、平面】交叉处生成节点 1.2 Node edit 编辑节点 （1）associate关联节点，作用是把节点关联到【面、点、线、实体】，可以设置容差 （2）move node移动节点，但是节点必须在面上 （3）place node重置节点，将节点移动到选择目标面上，应对个别节点在平面外（4）remap在线上重新排布节点 （5）align node 对齐节点，选中两个节点后，将其他节点移动到选中的两个节点的连线上（直线，无线延伸） 1.3 temp nodes临时节点 1.4 distance 测距 （1）two nodes两节点测距 （2）three nodes 三节点测距 （3）two point 两硬点测距 （4）three point三硬点测距 1.5 Point创建硬点 （1）XYZ坐标创建硬点 （2）Arc Center 圆心创建硬点，可以在节点、线与硬点组成的圆弧中心创建节点，可以设定容差（默认忽略容差） （3）Extract Parametric在线、面上以输入参数阵列硬点，定义阵列区域大小（百分比）与阵列硬点数目 （4）Intersect交叉，在交叉处创建节点，可以创建【向量、线】与【线、实体、表面、平面】交叉处生成硬点 1.6 Lines 创建线 （1）XYZ两点创建直线 （2）Linear Nodes 以节点创建折线，可以选择封闭
hypermesh运用实例
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
HYPERMESH入门指南之7---Hypermesh网格划分实例
仿真在线提供 https://www.sodocs.net/doc/5213705264.html, 作者 yidixunmeng 简明目录 第一章INTRUCTION 第二章永久菜单 第三章macro菜单 第四章Geom面板 第五章2D/3D面板 第六章tools面板 第七章网格划分实例 实例1介绍 现在介绍一个画网格的实例，这个例子是仿真论坛上面的一个2.5分（满分5分）的题目，今天介绍一下我自己的方法，希望大家有更好的方法，画出更高质量的网格。 第一步当然是几何清理，在vis opts上面点击3，在这个模型中有有重合边，还有缺损的面。在去除重合边的时候，以vis opts，3显示可以很容易就做到。你选择delete面板，选择surf，点击一个面，有和没有重合的面显示起来是不一样的。可以比较一下。 有重合的面。如下图
没有重合的面如下图。 可见如果没有重合的面，显示是全部光亮的，如果有的话，显示就不同了。还有一个办法，就是用delete删掉一个面，然后看一下是不是还留下一个面，如果有就删对了，如果没有了，就reject 就可以了。由于这个模型时对称的，所以要切开一半。在面上画一条线。如下图：
将模型切开。首先将线拉伸成面，在用surface edit/trim with surf切开。 切开后，保留其中一半，将另一半删除或隐藏掉。现在删掉一半。删掉后的图
然后补面，用2D/spline。补好后如下图，图中的黄线是由于三个面共用一条边，不用去掉 几何清理好了之后，就需要画图了。先做几个collector。由于图中的（1）边所在的面最小，所以要先从他画起。，还要考虑靠节点连续，所以要将其他的面也切开。
Hypermesh学习教程
1.1 实例：创建、编辑实体并划分3D网格 本实例描述使用HyperMesh分割实体，并利用Solid Map功能创建六面体网格的过程。模型如图5-1所示。 图5-1 模型结构 本实例包括以下内容。 ●导入模型。 ●通过面生成实体。 ●分割实体成若干个简单、可映射的部分。 ●使用Solid Map功能创建六面体网格。 打开模型文件。 （1）启动HyperMesh。 （2）在User Profiles对话框中选择Default（HyperMesh）并单击OK按钮。 （3）单击工具栏（）按钮，在弹出的Open file… 对话框中选择solid_geom.hm 文件。 （4）单击Open按钮，solid_geom.hm文件将被载入到当前HyperMesh进程中，取代进程中已有数据。 使用闭合曲面（bounding surfaces）功能创建实体。 （1）在主面板中选择Geom页，进入solids面板。 （2）单击（）按钮，进入bounding surfs子面板。 （3）勾选auto select solid surfaces复选框。 （4）选择图形区任意一个曲面。此时模型所有面均被选中。 （5）单击Create按钮创建实体。状态栏提示已经创建一个实体。注意：实体与闭合曲面的区别是实体边线线型比曲面边线粗。
（6）单击return按钮返回主面板。 使用边界线（bounding lines）分割实体。 （1）进入solid edit面板。 （2）选择trim with lines子面板。 （3）在with bounding lines栏下激活solids选择器。单击模型任意位置，此时整个模型被选中。 （4）激活lines选择器，在图形区选择如图5-2所示线。 （5）单击trim按钮产生一个分割面，模型被分割成两个部分，如图5-3所示。 图5-2 选择边线图5-3 分割实体 使用切割线（cut line）分割实体。 （1）在with cut line栏下激活solids选择器，选择STEP 3创建的较小的四面体，如图5-4所示。 （2）单击drag a cut line按钮。 （3）在图形区选择两点，将四面体分为大致相等的两部分，如图5-5所示。 图5-4 （1）中所选实体图5-5 定义切割线
hypermesh运用实例讲课讲稿
h y p e r m e s h运用实例
运用HyperMesh软件对拉杆进行有限元分析 1.1 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 1.2 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。
1.3 模型创建过程 1.3.1 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 1.3.2 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lagan.igs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“lagan01.igs”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。
Hypermesh macro 应用实例教程-HM8050
Hypermesh macro 应用实例教程-HM8050 通过此次练习你将： ?学会创建节点力的命令 ?在Utility菜单的User页面创建运行宏的新按钮 为了执行命令文件的命令或HyperMesh Utility菜单页面按钮上的TCL脚本，必须先定义Utility菜单宏。一个Utility菜单宏包括执行相应操作的有效命令文件或templex命令。宏可以通过变量$1，$2等的使用来实现数据的传递。每个变量应说明变量值被替换的位置。这些宏在.mac文件里定义，其中.mac文件包括了userpage.mac文件。
练习： 使用命令文件的命令创建一个Tcl脚本，创建一个运行Tcl脚本的Utility 菜单宏，在User页面上添加一个运行宏的按钮。 1.准备工作。 2.删除存在的command.cmf文件。这个文件在开始目录或当前的工作目录里。 3.在HyperMesh中执行操作，运行脚本。 4.从command.cmf文件抽取命令。 5.把命令转换成Tcl格式，进行必要的修改，创建Tcl脚本。 6.使用*createbutton添加一个宏按钮，同时给第5步创建的宏定义一个Tcl脚本文件名。 7.重新导入当前的.mac文件到HyperMesh中，导入修改的userpage.mac。 8.调试宏。 第1步：准备工作。 创建宏的第一步是定义通过自动组织单个任务以达到期望目标的整个流程。在这里，你需要创建一个能在某些节点上自动施加力的按钮宏。完成这个任务需要以下步骤： ?进入load collectors面板 ?创建一个力的载荷集 ?进入forces面板 ?在需要的节点上施加力 第2步：删除存在的command.cmf文件 command.cmf文件在当前的工作目录里。第一次打开HyperMesh时，该文件被创建在HyperMesh的安装目录下。一旦你开始在HyperMesh操作，所有的执行命令都被写入到command.cmf文件。如果该文件已经存在，那么命令附加在文件中。删除文件后，用户可以在HyperMesh里创建一个新文件，并且能够方便地找到相关命令。 第3步：在HyperMesh进行操作 在HyperMesh执行整个过程。HyperMesh里的每条命令执行后都被写入到command.cmf文件里。
hyperworks模态分析实例教程
Normal Modes Analysis of a Splash Shield - RD-1020 In this tutorial, an existing finite element model of an automotive splash shield will be used to demonstrate how to set up and perform a normal modes analysis. HyperMesh post-processing tools are used to determine mode shapes of the model. The following exercises are included: ?Retrieving the RADIOSS input file ?Setting up the model in HyperMesh ?Applying Loads and Boundary Conditions to the Model ?Submitting the job ?Viewing the results Step 1: Launch HyperMesh and set the RADIOSS (Bulk Data) User Profile https://www.sodocs.net/doc/5213705264.html,unch HyperMesh. A User Profiles… Graphic User Interface (GUI) will appear. If it does not appear, go to Preferences? User Profiles … from the menu on the top. 2.Select RADIOSS in the User Profile dialog. 3.From the extended list, select Bulk Data. 4.Click OK. This loads the User Profile. It includes the appropriate template, macro menu, and import reader, paring down the functionality of HyperMesh to what is relevant for generating models in Bulk Data Format for RADIOSS and OptiStruct. Step 2: Import a Finite Element Model File in HyperMesh 1.From the File pull-down menu on the toolbar, select Import…. An Import… tab is added to your tab menu. 2.Click to import an FE model. 3.For the File type:, select RADIOSS (Bulk Data). 4.Select the Files icon button. A Select RADIOSS (Bulk Data) file browser will pop up. 5.Browse for sshield.fem file located in the HyperWorks installation directory under
hypermesh与ansys接口连接经典实例
一、有限元模型（即“网格”）的组成 （1）网格 ①节点——提供“网格”的几何信息 ②材料——提供“网格”的材料特性参数 ③属性——提供“网格”的几何补充信息（例如：将薄板简化为二维网格（shell单元）时，需要对而二维网格（shell单元）补充薄板的“厚度信息”） 注：在hypermesh中“网格的几何补充信息”称为“属性（Property），并通过Property Collector完成属性的建立和管理；在Ansys中称作“实常数（Real Constans）”；在Hypermesh ANSYS模版中的Component Manager中也称为“实常数（Real Constans）”。 ④单元类型 小结：①②③④所提供的各种“网格”信息就创建出了“有限元网格模型”。 （2）当有限元模型带有边界条件时需要补充以下内容 ⑤载荷及边界条件 （3）做优化时需要补充以下内容 ⑥设计变量（Design Variable） ⑦响应(Response) 二、以上内容在Hypermesh中的创建步骤 步①：网格划分——即：完成“节点”的创建。 步②：在工具条中单击图标（Material Collector）打开“材料定义对话框”： 在对话框中自由指定材料名称，单击card image后面的输入框： 单击选择“Material”。单击“create/edit”，弹出“Meterial”卡片：
卡片中，DENS_FLAG为“密度”；EX_FLAG为“弹性模量”；NUXY_FLAG为“泊松比”，分别单击DENS_FLAG、EX_FLAG、NUXY_FLAG前边的，然后分别输入数值，如下所示： 注：中的数值“1”为ID号，默认即可，不用管它。 步③：在工具条中单击图标（Property Collector），弹出如下对话框： 输入Prop name，单击Type后边的输入框： 单击选择“单元种类”，如shell63单元属于shell（板壳）类单元，则选择SHELL即可。 单击Card image后边的输入框：
螺栓预紧结构用Hypermesh做接触实例
在很多场合，要将若干个零件组装起来进行有限元分析，如将连杆与连杆盖用连杆螺栓连接起来，机体与气缸盖用螺栓连接起来，机体与主轴承盖连接起来。如何模拟螺栓预紧结构更符合实际情况，是提高有限元计算精度的关键。 螺栓+螺母的连接与螺钉的连接有所不同，螺栓+螺母的连接方式比较简单，可以假设螺母与螺栓刚性连接，由作用在螺母上的拧紧力矩折算出作用在螺栓上的拉伸力F，将螺杆中间截断，在断面各单元的节点上施加预紧单元PRETS179，模拟螺栓的连接情况。 对于螺钉（双头螺栓）连接有些不一样，螺钉头部对连接件1施加压应力，接触面是一个圆环面，但栽丝的一端，连接件2受拉应力。一种方法是在螺纹圆周上施加拉力，相当于螺纹牙齿接触部分，而且主要在前几牙上存在拉力，如第一牙承担60~65%的载荷，第二牙承担20~25%的载荷，其余作用在后几牙，但因螺纹的螺距较小，一般为1.5~2mm，而单元的尺寸为3~4mm，因此可以假定在连接件2的表面的螺纹圆周节点上施加拉力。另一种方法是在连接件2的表面的整个螺纹截面的所有节点上施加拉力，这样可能防止圆周上各节点上应力过大，与实际情况差别较大，应为实际表面圆周各节点只承受60~65%的载荷。比较好的处理办法是在连接件的表面单元的圆周节点上施加70%的载荷，在第二层单元的圆周节点上施加30%的载荷，但操作比较麻烦。 随着连接件1、2的内部结构和刚度不同，以及连接螺钉的个数和分布的不均匀性，连接件1、2表面的变形不一致，产生翘曲，使表面的节点有的接触，有的分离，而导致接触面的应力分布和应变分布不均匀，因此需用非线性的接触理论来讨论合件的应力问题。 若不考察螺栓头部与连接件1表面的变形，可用将螺栓与连接件1用一个公共面连接，作为由两种不同材料的构件组成一个整体。螺钉（双头螺栓）与连接件2也用这种方法处理。 图1是一个简单的螺钉连接实体模型。图2是用hypermesh划分网格后的模型。 图1 实体模型图2 网格模型 该模型由三个零件组成，连接件1（蓝色）、连接件2（橙色），螺钉（紫红）。 1. 建立实体模型 在PRO/E 中建立三个零件模型，见图3、4、5，并组合成合件（见图1）。
使用Hypermesh进行网格划分与网格检查实例
使用Hypermesh进行网格划分与网格检查实例 用Hypermesh划分网格特点是：简单、快捷、方便检查与调整网格质量。下面介绍将CATIA 中生成的模型导入到Hypermesh中划分网格，首先打开Hypermesh 12.0。如下图片1。 1、在CATIA里生成模型并进行初步处理。对模型的处理要求如下：模型的面不能有间隙，不能有相对于网格尺寸而言过小的细小面，有限元模型不能划分出比网格尺寸还要小的细小面；生成的模型要求是实体模型，如果模型只有面组成，无法在Hypermesh中显示。将实体模型文件保存为stp格式（盗版软件不能直接将CATIA文件导入）。在Hypermesh 中选择File——Import，文件格式选择stp，输入模型。如下图片2。（注意路径不能有中文）
2、导入楔形体模型后，在工具栏里选项选为Mixed，显示模型的面与线条。如下图片3。 如果是复杂模型，那么模型表面可能出现红色的线条，表明该处有间隙，需要进行合并。在主界面选择Geom栏下进入edge edit 选项，在toggle选项栏下，选中模型中红色的边线，软件会自动进行合并。如下图片4和图片5。如果toggle失败，可以适当调大cleanup tol=的数值。
3、确认模型的单位制：在Geom栏下，点击length，测量模型的长度。如下图片6。鼠标左键点击选中模型的一条边线，再点击length，会显示该线条的长度。如下图片7。 本例中模型边长为1000，那么是毫米单位制。在下面中划分0.02m尺寸的网格时，输入网格尺寸20。
4、在主界面快捷栏选中2D，进入automesh界面，如下图片8。 设置需要划分的面（左键点击sufs，在弹出的选项中选择displayed，表明对所有显示的面进行网格划分），在element size里输入网格尺寸20，在mesh type里选择网格类型为quads（trias不能用来提取压力信息），其它选项默认。如下图片9。 5、在主界面快捷栏2D，进入qualityindex，检查网格质量。对计算影响较大的网格质量选项是warpage、aspect ratio、jacobian，其它选项不用考虑。如下图片10。 绿色网格最好，红色最差。为了提高计算精度，应该尽量减少红色和黄色的差网格，尤其是红色，关键接触部位不能有。在几何曲面比较复杂，网格质量难以调节的部位，且将有限元模型输入Ansys中不报错的前提下，红色网格可以保留。 6、网格质量调节方法：qualityindex中的node optimize和element optimize选项可以直接调节四边形网格点的分布，提高网格质量。在前两种修改无效情况下，使用place
最新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。左侧的红色框内的区域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，右侧的红色方框是梁界面的各个力学参数。注意梁的方向，梁的长度方向是X 轴，图形中的是梁的Y轴和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
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