HyperMesh是一款功能强大的有限元前后处理工具,是CAE分析工程师进行有限元模型构建、修改、划分的重要工具之一。本文将从零开始,为读者介绍HyperMesh的基本概念和使用方法,并且详细介绍有限元模型的建立、材料力学分析以及后处理等方面的内容。
一. HyperMesh基本概念
(资料图)
导入CAD几何模型:通过HyperMesh可以直接导入各种CAD格式的几何模型,如UG、Pro/E、CATIA等。用户也可以使用HyperMesh自带的几何画图工具绘制几何图形。材料定义:HyperMesh需要对每一部件设置正确的材料属性。“材料”是用来描述物质性质和行为规律的参数集合。通过添加正确的材料信息,就能够确定部件的特性和计算性质。在材料定义中,还需要设定材料的类型、密度、弹性模量、泊松比等属性值。划分网格:HyperMesh最著名的特点就是其强大的网格划分前处理功能。将部件进行网格划分是有限元模场的关键步骤,通过网格划分,将连续的结构离散成有限个简单结构,使得求解器将结构连续平稳地转嫁到每个节点,从而获得对象的分析结果。
二. HyperMesh的使用方法
导入几何模型:首先打开HyperMesh,选择File -> Import从主菜单中进入文件导入窗口,选择合适的CAD几何格式进行导入。在几何模型导入后,HyperMesh会自动检查并创建一个准确的几何数据面板,并且用户可以进行后续操作调整。材料设定:打开Materials选项卡,点击“New”键,输入材料在名称、密度、弹性模量、泊松比等参数,最后点“OK”。这样,就完成了对材料的设置,并对有限元分析计算产生影响。定义部件类型和属性:在Modeling选项卡中,点击Compound > Rigid,然后右击其面板时点击“Edit”即可设置刚体的重力、初始速度等参数;再点击Solid > HexaMesh > Solid Mapping设置网格剖分的形式及大小。接着通过结构的拆分,定义连接方式,固定边界,确定各部位的承受载荷情况。最后,在约束、载荷等子菜单下,按照提示完善所有的属性信息即可完成仿真模型。进行材料力学分析:单击Analysis选项卡,打开Analysis Setup Tab -> Load Collector Manager即可定义约束和载荷条件。可以选择模拟分析类型、相应模块及求解器等计算参数,并在“Submit Job”中运行仿真。然后,在Load History Management对Tool停止时的分析结果进行分析。进行后处理,得到了生成各种形式的表格和图形(如:应力云图、失效范围图、质量反演解决方案、暂态事件性能预测等):单击Post-processing选项卡,打开Static Analysis Monitor。
三. 注意事项
在使用过程中需要注意减少自由度的数量,以达到更快的处理速度,但是不能到影响系统精度的程度。对于每一个有限元网格,需要检查其边界和内部的节点,确保本身以及其相邻单元的融合性和适当性。模型材料的属性和划分尺寸的大小会影响破坏概率等预测结果, 一定要仔细考虑不同材料的弹性常数与硬度属性的影响因素。
四. 总结
HyperMesh是一款功能非常强大的有限元前后处理工具,可以有效提高CAE分析人员的工作效率和解决问题的准确性。通过本文的介绍,希望读者能够深入了解HyperMesh的基本概念和使用方法,进而更好地应用它进行有限元模型构建和分析。同时,也需要警惕一些潜在的问题,以保证所分析的结果是准确且可靠的。
HyperMesh快捷键:
1.Shift+F3:合并在容差范围内的节点,并查找free edge,T-connection
2.shift+F4:移动单元,节点等3.Shift+F5:查找单元,节点
4.shift+F7:把单元,节点投影到合适的位置
5.F4:测量距离,角度,经常用的
6.F5:隐藏掉遮住视线的单元,几何etc
7.F6:手工根据节点创建单元,把单元劈开等,纯手工操作
8.F7:对齐,把不在一条直线上的节点拉直,手工编辑单元的时候,用的比较多
9.F10:查看单元质量
10.找圆心操作
11.镜像操作,旋转操作
12.find face,在实体单元表面蒙皮
13.rule,spline,几何缺乏时,根据边界,生成网格
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