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hypermesh有限元分析前处理3D网格划分

ALTAIR HYPERWORKS2017.2有限元分析前后处理

SOLIDS & 3D MESHING

Trainer’s Name

Month XX, 2017

HMD Intro, 2017.2第4章：实体和3D网格划分

4)实体和3D网格划分

?创建和编辑实体几何

?实体网格划分

?四面体网格划分

?包络网格划分(Shrink Wrap)

?问题和解答

HMD Intro, 2017.2

什么是实体几何？

?实体是:

?具有3维体积的几何体

?就像CAD软件中的实体一样

?实体颜色由所在component决定.

?组成实体的面可以归属于不同的component.

?实体和面的显示由实体所在的component控制.

?定义一个体后使用以下工具

?六面体划分(3D : solid map : volume 子面板)

?四面体划分(3D : tetramesh: volume tetra 子面板)

?将一个部件分割成多个体非常有用

?一个部件可以分成多个连接的实体

?相邻的实体的连续关系（拓扑）可以保持网格的连续性

?将部件分割成简单可映射区域时使用辅助可视化工具(六面体划分时使用)

Hexa Penta Tetra Pyra

?边界面:

?组成实体的几何面.

?边界面默认为绿色.

?边界面只归属于一个实体. 实体的体积由边界面决定.

?不完全分割面:

?一个面两侧的体属于同一个体，那么这个面就叫做不完全分割面(Fin).

?Fin 面默认为红色.

?往往切割实体不完全时会出现Fin面

?完全分割面:

?完全分割面在一个体或是多个体之间定义的一个共用面.

?完全分开的面默认为黄色.

?完全分割面可以通过切分实体来创建，也可以使用布尔运算来生成.

?实例2：拓扑显示相连的实体

硬点

?可作为点选择?位于边界的终点

实体表面

?可作为表面选择?边界面

?绿色

?属于一个实体?

分割面?黄色

?为两个相连实体共有

边界

?可作为线被选择?共享边界

?绿色

?属于一个实体的相邻两个表面?

非重复边?黄色?属于:

?一个分割的面或者

?2个实体或多个实体的交界面

实体几何—创建实体的工具

?导入

?下拉菜单File > Import > Geometry

?Toolbar > 导入几何

?HyperMesh将从支持的实体数据类型中导入实体几何?Solid 面板(Geometry > Create > Solids)

?创建基本形状的几何实体

?正方体/块—圆柱体/圆锥体—球体—圆环体

?全体或部分体

?Bounding Surfs 选择封闭一个体的表面

?Drag along vector将一个截面按照指定的矢量方向进行拉伸?Drag along normal将一个截面沿着正法线方向进行拉伸?Drag along line 沿一条线进行截面拉伸

?Solids 面板(Geometry > Create > Solids)

?Solid 面板可以创建各种几何体.

?以下的子面板可以使用指定的方法创建实体.

?Surfaces 面板

?使用多种方法创建实体(Geometry > Create > Surfaces)

?可以用来分割一个实体(Geometry > Quick Edit)

?表面的边必须和实体的边进行合并.

?Solid Edit面板(Geometry > Edit > Solids)

?Trim with…–使用以下方法分割实体成多个实体:

?Nodes

?Lines

?Planes/Surfaces

?Merge–将多个相邻的实体合并成一个

?Detach–断开相连的实体

?Boolean–高级分割合并操作

?Union (Solid A + Solid B) –合并

?Intersection (Solid A x Solid B) –保留A,B两个实体的交集部分

?Removal (Solid A –Solid B) –删除A实体中包含于B实体的部分

?Cut (Cut Solid A with Solid B) –用B实体切割A实体

?两个实体都保留，但不再相交

?Solid Dimensioning面板(Geometry > Edit > Solids > Dimensioning)

HMD Intro, 2017.2实体几何—创建实体的工具

?Visualization 工具栏> Visualization Options

?在HyperMesh可视化工具栏点击Visualization Options 图标

将会打开Visualization 页 Topology图标.

?显示2D和3D的拓扑结构(free, shared, t-junctions, suppressed edges)

?控制透明度

?显示mappable的颜色.

HMD Intro, 2017.2实体几何——几何着色模式

HMD Intro, 2017.2示例

跟着示范做

实体几何Create/Edit

(…\Model-Files\CH4-3D-MESHING\OPTIONAL\05-SOLID-GEOM.hm)

HMD Intro, 2017.2自己动手

练习(可选):

实体几何

文件名和路径:

…\Model-Files\CH4-3D-MESHING\OPTIONAL\05-SOLID-GEOM.hm

目的:

?创建实体

?通过编辑得到一组可映射的实体

?体四面体网格划分

Mesh > Create > Tetra Mesh >Volume tetra子面板

?Tetra Mesh面板允许使用外表面的三角形及四边形来填充一个封闭的实体，可使用一阶单元或二阶单元.

?提供了生成四面体网格的快速方法

?可以选择各种不同单元类型的组合，三角形，四边形，混合型等

Tetra Pyra

?体四面体网格划分(… 继续):

?另外，Use proximity和use surface curvature 选项来对局部区域的小特征进行控制?Use Proximity –在小特征处创建小单元以实现小单元到大单元的光滑过渡

?Use Curvature –基于用户特定的设置在曲面处生成更多的单元

No options Use surface

curvature

Use proximity Use surface curvature and proximity

?Tetra Mesh Mesh > Create > Tetra Mesh >Tetra mesh 子面板

?使用Tetra Mesh 子面板来填充一个任意形状的体，用三角形或四边形划分实体表面，创建四面体?对壳单元的需求:

?封闭，单一，连续的体

?不允许有自由边

?不允许有T连接边

?网格中不允许有重复的单元

?单元不能重叠或交叉

?避免很小的三角形角度

?避免相邻单元尺寸有大的差异

?壁厚的两侧避免尺寸有大的差异

?壳单元划分中的四边形单元:

?可分割成2个三角形单元并创建相应的四面体单元

?–或者–

?可保持四边形单元并创建金字塔单元

?Tetra Mesh Mesh > Create > Tetra Mesh >Tetra mesh 子面板(…继续)

?过程:

?生成面网格

?检查面网格单元质量

?生成四面体

?删除原始的面网格

?编辑网格获得更高质量

?可浮动三角形或四边形Floatable Trias/Quads:

?四面体网格中的相邻三角形面可将对角线反转如果反转后的单元质量更好的话

Shell Mesh Tetra Mesh Faces

?固定三角形或四边形Fixed Trias/Quads:

?四面体网格上的相邻三角形面总是匹配壳单元网格

Shell Mesh Tetra Mesh Faces

?Tetra Mesh Mesh > Create > Tetra Mesh >Tetra mesh 子面板(…继续)

?标准四面体网格划分: 金字塔形网格过度

1 Pyramid

Tetra

1 Pyramid

4 Pyramids 2 Tetras

Simple

Smooth

?Tetra Mesh Mesh > Create > Tetra Mesh >Tetra mesh 子面板(…继续)

?固定边界法Fix Comp Boundaries:

?如果选择可浮动, HyperMesh允许变换四边形的对角线. 但是，不允许在多个component之间变换对角线.

?Tetra Mesh Mesh > Create > Tetra Mesh >Tetra mesh 子面板(…继续)?生成网格文件:

?检查2D网格:

HMD Intro, 2017.2四面体网格划分-标准四面体网格

?Tetra Mesh Mesh > Create > Tetra Mesh >Tetra mesh 子面板(…继续)

?关于考虑边和T形链接的四面体网格划分:

?几何: 两个闭合的几何体, 红色的体有T形边和自由边.

?考虑自由边和T形连接的2D 和3D 四面体网格划分.

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