Hypermesh初学者学习资料及模型后处理教程
hypermesh基础教程(入门、经典)
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。
2024版Hypermesh基础教程
自定义报告
用户可以根据自己的需求，自定义报告的格式和内容，以满足特定 的要求。
常见问题及解决方案
模型导入问题
有时候在导入模型时会出现问题，如无法导入、导入后模 型变形等。解决方案包括检查模型格式是否正确、调整导 入参数等。
02
网格划分技术
Chapter
网格类型及选择
一维网格
线单元，用于模拟一维结构，如 梁、杆等。
二维网格
面单元，用于模拟二维结构，如壳、 板等。
三维网格
体单元，用于模拟三维结构，如实 体、装配体等。
网格划分方法
01
02
03
映射网格划分
将几何模型映射到一个规 则的网格上，适用于形状 简单的结构。
自由网格划分
配置要求
Hypermesh对计算机配置有一定 要求，建议使用高性能计算机， 并配置足够的内存和硬盘空间。
许可证管理
使用Hypermesh需要获取相应的 许可证，按照许可证管理要求进 行激活和使用。
界面布局与功能
Hypermesh提供强大的几何清理 功能，可以对导入的CAD模型进 行修复、简化和优化等操作，提 高网格质量和分析效率。
载荷大小和方向
设置载荷的大小和方向，以便准确模拟实际受力情况。
载荷施加位置
在模型中选择需要施加载荷的位置，如节点、面或体。
载荷施加方式
根据模型需求，选择适当的载荷施加方式，如集中载荷、分 布载荷等。同时，可以设置载荷随时间的变化规律，以模拟 动态加载过程。
04
结构分析基础
Chapter
线性静力学分析
hypermesh基础培训教程
hypermesh基础培训教程Hypermesh是一款广泛使用的有限元前后处理软件，包括了有限元模型的建立、网格生成、汇编、求解和结果后处理等功能。
在航空航天、汽车、能源等行业中广泛应用，有着十分广泛的应用前景。
为了更好地使用Hypermesh，我们需要进行相应的培训和学习。
本文将介绍Hypermesh的基础培训教程，帮助大家更好地了解Hypermesh和应用它进行工程分析。
一、Hypermesh界面的基本介绍Hypermesh界面主要包括工具栏、菜单栏、模型区、字符串区、报告窗口和提示窗口。
其中，工具栏包括了常用的工具，如选择工具、切割工具等。
菜单栏可以方便地进行模型建立、加载、网格生成和后处理等操作，模型区和字符串区可以展示模型和数据的具体细节。
报告窗口和提示窗口用于输出信息和提醒用户。
二、建立模型建立模型是Hypermesh的第一步，它需要通过实体建模、划分单元和添加边界条件等步骤来完成。
实体建模可通过拓扑工具构建有限元模型，划分单元可以将实体分解为网格，添加边界条件可以对模型进行约束条件的设定。
在建模过程中，需要注意保证模型的一致性与完整性，因为这些因素将直接影响到模型的质量。
三、网格生成网格是建立模型的重要步骤，而网格生成是将初始模型转化为有限元模型的过程。
Hypermesh中提供了多种网格生成方案，可以根据需要选择合适的方案。
常用的网格类型包括Tetra网格、Hexa网格、Shell网格和Beam网格等。
在网格生成过程中，需要注意参数的设定和对每个元素的细节库分析。
因为网格的质量将直接影响到有限元分析的结果。
四、汇编汇编是对网格模型进行有限元分析的第一步，它将网格模型转换为矩阵形式，可以用于后续的解方程。
Hypermesh提供了多种汇编方案，可以根据需要进行选择。
汇编过程中需要设定质量检查和解决质量问题等操作，因为这些因素对模型的质量和精确度都有着重要的影响。
五、求解求解是有限元分析的核心部分，它将汇编得到的矩阵进行求解，得到模型的位移、应力和应变等结果。
2024年hypermesh基础培训教程
Hypermesh基础培训教程一、引言Hypermesh是一款功能强大的有限元前处理器，广泛应用于结构分析、热分析、流体分析等领域。
本教程旨在帮助初学者快速掌握Hypermesh的基础操作，为后续的高级应用打下坚实基础。
通过本教程的学习，读者将能够熟练地进行几何建模、网格划分、材料属性定义、边界条件施加等基本操作。
二、Hypermesh界面及基本操作1.启动Hypermesh在安装完Hypermesh软件后，双击桌面图标启动程序。
初次启动时，系统会提示设置工作目录，选择一个便于管理的路径即可。
2.界面介绍Hypermesh界面主要包括菜单栏、工具栏、主窗口、状态栏等部分。
菜单栏包含文件、编辑、视图、网格、工具等菜单，通过菜单可以执行各种操作。
工具栏提供了常用的快捷操作按钮，方便用户快速执行命令。
主窗口用于显示几何模型、网格、分析结果等。
状态栏位于界面底部，显示当前操作的状态信息。
3.基本操作(1)打开模型：通过菜单栏“文件”→“打开”命令，选择相应的几何文件（如iges、stp等格式），打开模型。
(2)缩放、旋转、平移视图：通过工具栏的相应按钮，可以调整视图的显示。
同时，鼠标滚轮可以控制视图的缩放。
(3)选择元素：鼠标左键单击选择单个元素，按住Ctrl键同时单击可以选择多个元素。
(4)创建集合：通过菜单栏“编辑”→“创建集合”命令，可以将选中的元素创建为一个集合，便于后续操作。
(5)撤销与重做：通过菜单栏“编辑”→“撤销”或“重做”命令，可以撤销或重做上一步操作。
三、几何建模1.几何清理在实际工程中，导入的几何模型往往存在冗余面、重叠边等问题，需要进行几何清理。
Hypermesh提供了丰富的几何清理工具，如合并顶点、删除线、删除面等。
2.创建几何元素Hypermesh支持创建点、线、面、体等几何元素。
通过菜单栏“几何”→“创建”命令，选择相应的几何元素创建工具，如创建点、创建线、创建面等。
3.几何编辑Hypermesh提供了丰富的几何编辑功能，如移动、旋转、缩放、镜像、复制等。
2024新版hypermesh入门基础教程
设置接触条件等方法实现非线性分析。
求解策略
03
采用增量迭代法或牛顿-拉夫逊法进行求解，考虑收敛性和计算
效率。
实例：悬臂梁线性静态分析
问题描述
对一悬臂梁进行线性静态分析，计算 其在给定载荷下的位移和应力分布。
分析步骤
建立悬臂梁模型，定义材料属性和边界 条件；对模型进行网格划分；施加集中 力载荷；设置求解选项并提交求解；查 看和评估结果。
HyperMesh实现方法 利用OptiStruct求解器进行结构优化，包括拓扑 优化、形状优化和尺寸优化等。
3
案例分析
以某车型车架为例，介绍如何在HyperMesh中 进行拓扑优化和形状优化，提高车架刚度并降低 质量。
疲劳寿命预测技术探讨
01
疲劳寿命预测原理
基于材料疲劳性能、载荷历程等， 采用疲劳累积损伤理论进行寿命 预测。
HyperMesh实现方法
利用多物理场分析模块，定义各物理场的属性、边界 条件等，进行耦合分析。
案例分析
以某电子设备散热问题为例，介绍如何在 HyperMesh中进行结构-热耦合分析，评估设 备的散热性能。
实例：汽车车身结构优化
问题描述
针对某车型车身结构，进行刚度、模态及碰撞性能等多目 标优化。
01
02
HyperMesh实现方 法
利用疲劳分析模块，定义材料疲 劳属性、载荷历程等，进行疲劳 寿命计算。
03
案例分析
以某车型悬挂系统为例，介绍如 何在HyperMesh中进行疲劳寿 命预测，评估悬挂系统的耐久性。
多物理场耦合分析简介
多物理场耦合分析原理
考虑多个物理场（如结构、热、流体等）之间 的相互作用，进行综合分析。
hypermesh教程
hypermesh教程HyperMesh是一款强大的有限元前处理软件，具有丰富的功能和灵活的操作方式。
本教程将介绍一些常用的操作和技巧，帮助初学者快速上手使用HyperMesh。
1. 启动HyperMesh首先，双击打开HyperMesh软件。
在启动界面选择创建一个新模型。
然后选择创建一个新的分析模型。
2. 导入几何模型在模型创建界面，点击菜单栏的“文件”选项，选择“导入”命令。
在弹出的对话框中选择几何模型文件，并点击“打开”按钮。
此时，几何模型将被导入到HyperMesh中。
3. 创建网格选择菜单栏的“网格”选项，然后点击“网格生成”命令。
根据需要选择适当的网格类型和参数，并点击“生成”按钮。
HyperMesh将自动生成网格。
4. 添加材料属性在模型创建界面，选择菜单栏的“材料”选项，然后点击“新建属性”命令。
在弹出的对话框中输入材料属性的名称和参数，并点击“确定”按钮。
然后将材料属性分配给相应的单元。
5. 定义边界条件选择菜单栏的“加载”选项，然后点击“新建边界条件”命令。
在弹出的对话框中选择边界条件的类型和参数，并点击“确定”按钮。
然后将边界条件应用到相应的单元。
6. 定义载荷同样，在加载菜单栏中选择“新建载荷”命令。
在弹出的对话框中选择载荷类型和参数，并点击“确定”按钮。
然后将载荷应用到相应的单元。
7. 进行分析在菜单栏中选择“求解”选项，然后点击“开始分析”命令。
HyperMesh将根据定义的网格、材料属性、边界条件和载荷进行计算，并显示分析结果。
8. 后处理选择菜单栏的“后处理”选项，然后点击“显示结果”命令。
在弹出的对话框中选择需要显示的结果类型和参数，并点击“确定”按钮。
HyperMesh将显示相应的分析结果图形。
9. 保存模型和结果在菜单栏中选择“文件”选项，然后点击“保存”命令。
在弹出的对话框中选择保存的文件路径和名称，并点击“保存”按钮。
这样，模型和分析结果将被保存到指定的文件中。
HyperMesh入门教程
下拉菜单区
实体对象集
Page 15
Geom：几何命令宏菜单
Tools：
1. Isolate surf：从一个三维模型中提出一个内部或 外部表面层。这个宏只作用于与选定的曲面附在 一起的曲面。其他层和厚度随后被放在一个临时 目录中隐藏。
几何工具 2. ThinSolid＝>Midsurf：用一条边找出与之相连的 面，所组成的闭合三维几何，抽取其中面。
• 一个实体只能属于一个给定类型的collector • 例如：一个单元只能放在一个component中
• 可以创建多个同一类型的collector • 同一个collector中的实体具有相同颜色 • 可以按照用户的需要进行组织
Component 3
Component 4
Component 1 Component 2
• 坐标系（坐标轴）
• 向量
向量
• 参考实体
• 集（特定类型实体的简单列表）
• 块（包含在方盒空间内的实体列表）
• 一维单元横截面
• 梁截面（用于定义单元属性中的截面属性）
坐标系 梁截面
Page 24
HyperMesh 实体类型
• 绘图
• curve曲线(X-Y 数据) • plot绘图窗口（带坐标轴的曲线显示）
加Shift键后的对应菜单
颜色（color） 临时节点（temp nodes） 边（edges） 移动（translate） 寻找（find） 分割（split） 投影（project） 节点编辑（node edit） 面编辑（surf edit） 法线（normal） 组织（organize） 平滑（smooth）
• Handles –控制柄：用于在变形过程中控制模型形状 • Domains – 域：用于把模型分成若干区域 (针对基于domain的morphing) • Morph volume – 变形体积块：通过体积块的变形控制体积块内网格的变形（针对基于
HyperMesh基础培训教程(中文版)(PPT46页)
Nu=0.3 边界条件： 一端约束，一端受若干种力（3个工况）
1 compression
大小10000
Y方向
2 lateral
大小10000
方向垂直于弹簧端面
3 comb
compression lateral
用 load 卡组合 单个载荷
Chapter3 Geometry Clean Up（con_rod.igs)
目的：学习各种几何清理技巧，为网格划分做准备
➢ 几何清理的基本术语
• face • surface • edge • shared edge • free edge • non-manifolded edge • free point • fixed point
几何图形 单元网格 材料模型 载荷数据 特性数据
Collector Component Component Matcollector Loadcollector Propterycolloter
• Chapter2 Creating an FEA Model（spring0.hm)
目的：1 学习利用HyperMesh建立有限元模型 2 学习如何输出FEM文件递交给求解器进行求解 3 学会利用HyperMesh后处理功能，查看计算结果（如 应力、位移等）
信息栏
显示当前操作状 态及当前信息
Macro Menu
Permanent Menu
➢ Collector概念介绍
• 有限元模型内需要输入不同类型的数据 • HyperMesh将数据存放在被称为Collector的结构内 • Collector具有不同的类型，不同类数据应存放在不同类型的Collector内
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几何清理设置在几何清理操作时需要的容差。
geometrycleanup子面板的菜单选择：cleanup tolvisual options 设置曲面显示方式，选择不同类型＂edge＂和固定点的显示状态。
Geometry Cleanup面板的功能Edges用鼠标器将单个的边从一种类型转化成另一种类型。
ToggleReplace 将两条明确定义的自由边合并成一条共用边。
(un)suppress 同时压缩或释放一系列所选的边。
equivalence 将自由边对合并成共用边。
查找并删除重合曲面。
Surfacesfind duplicatesorganize by feature 按特徵组织曲面。
move faces 移动曲面到另一个曲面（合并曲面）。
Fixed Points在曲面上从已经存在的自由点或节点上生成固定点。
addreplace 将两个明确选定的自由点合并成一个。
suppress 从一个曲面上删除一个固定点。
取消曲面的裁剪操作。
Defeature 面板的功能:trim linespinholes 从曲面内查找并消除孔。
surf fillets 识别和删除相邻曲面的倒角。
edge fillets 识别和删除自由曲面边界的倒圆。
trim intersect 识别和删除自由曲面边界的倒圆，但可手工指定切点。
Geom页面>geom cleanup合并自由边用equivalence功能合并自由边Edges>equivalence>surfs(操作物件选择窗口中选择all)>cleanup tol输入值>点击equivalence用replace功能合并自由边Edges>replace>retained edge>line(选取模型中同一边里有两条红线的) >cleanup tol输入值>replace删除曲面倒角defeature面板>surf用于选择要删除的倒角曲面。
fillet> surfs >菜单上选择displayed>输入min radius，max radius>findfillets(选曲面上搜索设置范围内的倒角)> 显示出filletsto remove，ignoreedge assoc和filletends>remove(用尖角取代圆形的倒角曲面)Fillets to removeIgnore edge assoc 用于确定那些计算相切时不考虑其相邻曲面的边。
Fillet ends 确认倒角端部的选择。
生成填充曲面同时按下SHIFT键和F9键，进入surf edit>filler surface>点击lines>retrieve(选辄要填充面周围的线)> create压缩(Suppress)不必要的细节特徵1.选择edges子面板。
2.选择toggle子菜单。
3.沿模型的中心缝隙选取多条共用边。
4.压缩其中一些边后，通过再次点击将它们改回共用边。
edges/toggle子菜单可以用来将一对红色的自由边合并成一条共用边。
但是，自由边一旦被组合，就不能再改成自由边了。
edges/(un)suppress面板用于一次操作中压缩或释放多条线。
多条线可以用高亮度显示，也可以使用扩展的操作物件选择窗口。
edges/equivalence面板用于将多对红色自由边合并成共用边。
用edges/(un)suppress面板来压缩线用edges/toggle，edges/(un)suppress和surfaces/move faces的任何组合操作来压缩模型的中心缝隙。
寻找和删除孔识别和删除孔2.按F2进入delete面板。
3.设置操作物件选择器为surfs。
4.选定两个较大孔之间定义孔壁的四个曲面。
5.点击delete entity删除它们。
6.点击return回到geom-cleanup面板的工作中。
测量孔径1.按F4进入distance面板。
2.放大两个孔中较大的那个孔。
3.点击N1，按住鼠标器左键移动至这个孔的边的附近。
4.当鼠标器指针从一个+变为时，点中孔的一条边使这条边显示为高亮度，然后再释放鼠标器左键。
孔的边仍保持高亮度显示，同时一个节点会出现联机上。
5.重复这个过程，选取孔另一侧的边（直径对面）。
在点击鼠标器时，一个节点产生在高亮度显示的联机。
生成了第二个节点后，会自动显示这两者之间的距离，在这个例子中为10.0个单位。
6.点击return。
7.在Geom页面中选择defeature面板。
8.选择pinholes子面板。
9.点击surfs并在扩展的操作物件选择窗口中选择displayed。
10.点击diameter <并输入10.011.点击find识别曲面内的孔。
横梁曲面上的四个孔被用白色的xP标记。
12.点击delete删除这四个孔。
13.点击return添加固定点(Fixed Points)添加固定点(fixed points)1.在Geom页面中选择geom cleanup面板。
2.选择fixed points子面板。
3.选择add子菜单。
4.放大较小圆柱所在的显示区域，如下图所示。
5.当surfs被启动时，选取较小圆柱的顶面和底面。
6.点击操作物件选择器开关并选择points。
7.当points被启动时，选择all。
8.设置cleanup tol =为.01。
9.点击add将这些固定点添加到曲面上。
Geometry Cleanup面板的功能在geom cleanup面板内有三个子面板edges，surfaces和fixed points。
每个子面板都有三到四个子菜单。
所有面板上都有cleanup tolerance和visual options选项。
其中前者用于判断两个曲面的边或两个曲面的顶点是否可以被视为重合。
在几何清理操作中，间距在容差(tolerance)范围内的任何两条曲面的边或两个曲面的顶点将被视为重合，随后被合并。
cleanup tol =的值可以在两个地方设置。
一个是对其全局值，可以在options/modeling子面板中设置。
另一个是局部值，可以在geom cleanup面板中设置，用于特定的几何清理操作。
有时，按局部清理容差进行的操作可以被全局清理容差覆盖。
例如，在一个用局部清理容差形成的曲面上进行分离操作之后，因为surface edit面板仅采用全局清理容差，被分离曲面的所有的边都被用全局清理容差重新评估，重新确定它们的状态。
设置的几何清理容差最大值的合理性与单元大小有关。
例如，单元尺寸为30，几何清理的容差应为0.3 (30/100)或0.15 (30/200)。
visual options面板设置曲面的显示方式，打开或关闭曲面的边和固定点的显示。
曲面可以用线框或阴影方式来查看。
自由边、共用边、非重合边和被压缩边等不同类型的边的显示可以分别打开或关闭。
Edges子面板edges子面板用于消除相邻曲面之间的间隙或重叠。
如果曲面有共用边，自动划分网格的功能会在曲面边界上设置共用节点以保证单元的连续性。
子面板中有四个子菜单toggle，replace，(un)suppress和equivalence。
toggletoggle菜单通过单击鼠标器左键可以将单条边从一种类型转换成另一种类型。
可以将相邻的自由边合并成一条共用边。
共用边可被压缩，这时它们对自动划分工具是透明的。
被压缩的边能被恢复成共用边。
replacereplace菜单允许通过控制来合并自由边，可以选择某一条边被保留而另外一条边被删除。
任何与被删除的边相关连的几何特徵被关连到被保留的边上。
(un)suppress(un)suppress菜单允许同时压缩或释放多条边。
共用边可以被压缩，而被压缩的边也可以被释放。
equivalenceequivalence菜单允许将相邻曲面间的多条自由边合并成共用边。
使用这个功能可以利用扩展的操作物件选择窗口。
Surfaces子面板surfaces子菜单用于查找和删除重合曲面并组织曲面。
有三个子菜单find duplicates，organize by feature和move faces。
find duplicatesfind duplicates菜单用于识别和删除重合曲面。
organize by featureorganize by feature菜单在一系列不同参数基础上识别和压缩曲面的共用边。
最终结果是对更大曲面的更合理地组合。
move facesmove faces 菜单可将多个面缝合到一个已有曲面上或缝合多个曲面形成一个新曲面。
Fixed Points子面板fixed points子面板用于控制与一个曲面相关联的固定点。
有Add，replace和suppress三个下级子菜单。
addadd菜单可以在一个曲面上从已有的自由点或节点上生成固定点。
划分网格时，自动划分一旦一对自由边合并成一条共用边，它们不能再变回自由状态。
的解算器会在任何固定点上面放置单元节点。
replace使用replace菜单可以删除要被移动的点并将相关的几何资料重新定位到保留的点上。
suppresssuppress菜单可压缩不必要的固定点或将他们转换成自由点。
幾何定義所需的點不能被壓縮。
Defeature面板的功能defeature面板有许多可以用于简化模型几何特徵的功能。
这些不必要的特徵包括裁剪操作，螺栓或铆钉孔，位于不同平面的曲面之间用于圆滑过渡的倒圆，边之间的倒圆。
要精确地捕捉这些细节，分析者通常不得不采用一个比需要的尺寸更小的单元。
删除这些特徵通常能使用较大的单元获得更好的网格质量，而同时不影响求解的精度。
该面板上有五个子面板：trimlinestrimlines功能可以删除被剪切到曲面内的线。
有两种方式可供选择。
Remove interior trimlines用于消除完全包含在“曲面边界内的＂裁剪线。
这些线在曲面上通常显示成绿色的共用边。
可以选择并删除单个的裁剪线。
Remove all trim lines将回车到最初的未被裁剪的曲面。
根据不同的CAD系统和曲面定义方法，操作的结果也会不同。
pinholespinholes功能用于查找和删除曲面内的孔。
孔根据孔径来识别。
一旦确定，孔可以被删除。
孔可以是任何形状。
所给定的直径确定孔跨度的最大距离。
surface filletssurface fillet用于消除曲面倒圆或两个非共面曲面之间的过渡圆滑曲面。
曲面倒圆将被一个沿相邻曲面切向延伸的平面替代。
通过选择倒圆的轮廓线，或者指定曲面和倒圆半径的范围来确定倒圆曲面。
一旦确定了倒圆，会出现一个二级面板，在它上面能清楚地选择要删除的倒圆、相关联的边和倒圆端部。