HyperMesh基础培训教程(中文版)(PPT46页)
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入门教程PPT课件
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下拉菜单区
工具条定制
练习
标准 实体对象集 可视性 显示工具
视图 放大缩小移动旋转 图像
检查
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显示控制: 视图: 工具栏
Dynamic Rotate (A) •通过在屏幕上抓取一个点并拖拽鼠标实现旋转
Dynamic Spin (R) •相对于光标位置和屏幕中心进行旋转
网格工具
3. Washer：将圆周长放大一定倍数（默认值为 1.5），随后用这条新的圆周线来切分曲面。这 个功能可以帮助在圆孔周围实现更好的网格质量。
4. Adj circ pts：在一条内部线上放置3个额外的固 定点，然后将这些固定点映射到一条同心的线上。 这个功能可以帮助用户生成高质量的网格。
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压力
接触面
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HyperMesh 实体类型
• 多体
• 椭球体 (定义一个刚体形状) • 多体平面 (定义一个刚体形状) • 多体连接(定义两个刚体之间的连接)
• 安全性分析
• 传感器(定义一个事件启动开关) • 控制体积 (定义气囊)
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HyperMesh 实体类型
• 坐标实体
① 标题区
② 菜单区
③ 工具条
④ 图形区
⑤ 宏菜单及模型
导航区
⑥ 状态条
⑦ 主菜单区
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1.标题区 新建、导入模型无标题显示 打开或者保存或另存显示特定的标题
2.下拉菜单区
morphing
文 件 操
编 辑
工 具 条
实 体 对
几网 焊 何格 点
材 料
作
HyperMesh10.0基础培训教程
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:\hw10.0\se curity”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:\hw10.0\security\win32\altair_lm.exe保存。
3、将安装包里面的“\MAGNiTUDE\Altair\hw10.0\security\win32”下的两个文件“altair_lm.exe，lmgrd.exe”考到对应的安装目录如"C:\Altair\hw10.0\security\win32"下。
4、将修改后的文件altair_lic.dat拷贝到安装文件“\hw10.0\security\win32”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:\hw10.0\security\win32目录下的lmtools.exe,选择config services选项卡:a: Path to lmgrd.exe file指C:\hw10.0\security\win32\lmgrd.exe;b: Path to license file指向C:\hw10.0\security\ALTAIR_LIC.DAT;c: Path to debug log file指向C:\hw10.0\security\win32\altair_lic.log6 6、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。
2024年度HyperMesh100基础培训教程
2024/2/2
30
多物理场耦合理场耦合是指在一个系统中同时存在多个物理场，并 且这些物理场之间相互影响、相互作用。
多物理场耦合分析方法
包括有限元法、有限体积法、边界元法等数值分析方法， 以及基于这些方法的多物理场耦合分析软件。
多物理场耦合应用
在航空航天、汽车、电子、能源等领域有广泛应用，如热 -结构耦合、流-固耦合、电-磁耦合等。
HyperMesh100基础培训教程
2024/2/2
1
目录
2024/2/2
• 软件介绍与安装 • 网格划分与编辑 • 材料属性与边界条件设置 • 结构分析与优化 • 碰撞仿真与安全性评估 • 联合仿真与高级应用
2
01
软件介绍与安装
Chapter
2024/2/2
3
HyperMesh100概述
强大的有限元前处理器
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安全性评估指标解读
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乘员保护指标
通过评估乘员在碰撞过程中的伤害风险，如头部伤害指标（HIC）、 胸部压缩量、大腿压缩力等，判断车辆对乘员的保护效果。
车辆结构耐撞性指标
通过分析车辆结构在碰撞过程中的变形和吸能情况，如车身加速度、 车门变形量、前围板侵入量等，评估车辆结构的耐撞性能。
研究结构在静载作用下的应力、 应变和位移等响应，适用于桥梁 、建筑等静态结构的设计。
研究结构在热载荷作用下的热传 导、热应力和热变形等问题，适 用于航空航天、汽车等领域的热 设计。
22
分析结果查看与后处理
结果查看
通过HyperMesh的后处理功能 ，可以直观地查看分析结果，包 括应力、应变、位移、温度等云
图，以及动画演示等。
数据提取
Hypermesh 教程
Copyright © 2008 Altair Engineering, Inc. All rights reserved.
Chapter 2: Introduction to Defining ABAQUS Model Data and History Data Section 1: Defining Model Data
Section 2: Defining History Data
• Create *STEP • Create loads and boundary conditions for model and history data • Export ABAQUS input file
Altair Proprietary and Confidential Information
Altair Proprietary and Confidential Information
Copyright © 2008 Altair Engineering, Inc. All rights reserved.
ABAQUS *ELEMENT with section property
*ELEMENT, TYPE=[type], ELSET=cradle
Copyright © 2008 Altair Engineering, Inc. All rights reserved.
HyperMesh card images
• View ABAQUS keywords and data lines • Define and edit parameters and data items
Organized into component (comp) collector
CAEHyperMesh解析PPT教学课件
网格模型： *NODE
1, 0.0 , 0.0 , 0.0
12
S2 9
11
10
2, 0.0 , 1.0 , 0.0
S4
3, 1.0 , 1.0 , 0.0
4, 1.0 , 0.0 , 0.0 5, 0.0 , 0.0 , 1.0 6, 0.0 , 1.0 , 1.0 7, 1.0 , 1.0 , 1.0
前面的逗号，在温度文件中第一行末尾粘贴 4. Replace P with F 5. 另存为Liner_gas_HTC.inp
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垫片单元
单元类型： 三棱柱：GKC3D6N 六面体：GKC3D8N
网格划分： 1. 在建立缸垫几何模型时，对压波、油孔、水孔密封区域建立边缘线； 2. 在HM中用边缘线进行切割上述区域； 3. 在缸垫的一个平面上分别对压波、油孔、水孔、本体划分面网格，并存放在
srf_liner_block_x_0
srf_liner_block_x_1
srf_liner_gasket_x
srf_headbolt_sec_x_0 x（1~）：表示沿曲轴方向坐标系的 正方向开始命名 0~1：表示与曲轴垂直方向坐标系的 正方向开始命名 其他部件按照上述命名方法进行命 名，以要建立接触面的那个部件的 英文名称作为命名的开头然后加“_” 然后是与之相接触的部件名称。
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HyperMesh-施加函数变载荷
火力板：
1.178e-3*(-1.9401*(sqrt(x*x+y*y)/50)^3+ 1.1356*(sqrt(x*x+y*y)/50)^2+ 0.6834*(sqrt(x*x+y*y)/50) + 0.602)
2024版年度Hypermesh基础培训教程
02
03
一维网格
适用于简单的线性结构， 如梁、杆等。选择依据为 结构形状和受力特点。
2024/2/2
二维网格
适用于平面或曲面结构， 如板、壳等。选择依据为 结构复杂度和分析精度要 求。
三维网格
适用于复杂的三维结构， 如实体、装配体等。选择 依据为结构形状、受力特 点和分析精度要求。
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网格划分方法与技巧
Hypermesh基础培训教程
2024/2/2
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目录
• 软件介绍与安装 • 网格划分技术 • 材料属性定义与赋值 • 连接与接触设置 • 边界条件与载荷施加 • 模型求解与结果查看
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2
01
软件介绍与安装
2024/2/2
3
Hypermesh概述
Hypermesh是一款广泛应用于 工程领域的有限元前处理软件， 具有强大的网格划分、模型清理、
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允许模型某一部分沿指 定方向滑动，其他方向
保持固定。
载荷类型及其施加方法
集中力载荷
作用于模型某一点上的力，通过 在该点创建集中力载荷并指定大
小和方向来施加。
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分布力载荷
作用于模型某一面上的力，通过 在该面创建分布力载荷并指定大 小和方向来施加。
惯性载荷
由于加速度引起的载荷，通过在 模型上指定加速度大小和方向来 施加。
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05
边界条件与载荷施加
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边界条件类型及其作用
固定边界条件
约束模型某一部分的全 部自由度，使其保持固
定不动。
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周期性边界条件
用于模拟周期性结构， 约束相对应节点的位移 和转角，保证结构的连
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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
➢ CAE基本流程
• 有限元前处理占用80％时间 • HyperMesh是高性能的前后处理软件，
大大缩短CAE的时间及成本
CAD设计
80％
X
建H立yp计er算M模esh型 Pre-Process
查看计算结果
解算器 求解
➢ 计算结果准确性依赖于网格质量
• HyperMesh 能够快速自动地生成高质量的网格 • HyperMesh 提供了网格质量跟踪检查的功能
主菜单区：
Graphics Area 显示几何，模型及曲线
HyperMesh 根 据 菜 单 的 功 能 将 其 分 成 七 页 ： Geom: 几何编辑及线生成的功能菜单 1D: 一维单元的生成及编辑功能菜单 2D: 二维单元和曲面的生成及编辑功能菜单 3D: 三维曲面和单元的生成及编辑功能菜单 Bcs: 施加边界条件，载荷等功能的菜单 Tool: 模型编辑及检查功能菜单 Post: 后处理及编辑PLOT功能菜单
➢ Spring Linear Analysis with Optistruct
建立有限元模型
有限元求解
结果分析
➢ 常规建模流程
读入文件 （HM,CAD,FEM）
生成2D网格
设置模板
生成3D网格
几何清理 (Geometry Cleanup)
建立Mat collectors 输入材料参数
清理模型
建立载荷Collectors (Loadcols)
Quality check
3D mesh tetra
单元质量检查 • 2D Element Check
CTRIA3 Element Check CQUAD4 Element Check
CTRIA3 Element Check
1 Element length 2 Interior Angle 3 Aspect Ratio
• 利用defeature清除不必要的细小特征
清除前
倒角 孔
清除后
• Chapter4 网格划分
目的：学习2D、3D单元网格划分 了解各类单元质量检查指标
自动 3D单元网格划分(仅限于tetra)
2D mesh tria
清除
检查
XEdge
T-connections
形成封闭的 2D mesh 面
➢ HyperMesh具有修改模型的功能 ➢ HyperMesh为不同领域提供相应特色流程菜单
• Chapter1 Introduction to HyperMesh (bumper.hm)
• 目的：了解HM的菜单布局结构 学习使用各类菜单操作
➢ HyperMesh窗口简介（一）
➢ HyperMesh窗口简介（二）
CQUAD4 Aspect Ratio 即最大边长于最小边长之比。 ARБайду номын сангаас=L max/Lmin
L min
L max
CQUAD4 Skew Ratio 即对应边中点连线的夹角中最小角的余角。 SA = 90 - MIN(d1, d2)
d
CQUAD4 Warp Angle 依次沿对角线将四边形分为两个三角形，寻找这两个三角形所在面构 成夹角的最大夹角，该角即为Warp Angle 。 WARPAGE = Max[a1,a2]
Aspect ratio= maximum side length / minimum side length
4 Skew
CTRIA3 Skew Angle SKEW = 90 – MIN(a1,a2,a3)
a1
a2
a3
CQUAD4 Element Check
1 Interior Angle 2 Aspect Ratio 3 Skew Angle 4 Warp Angle 5 Chordal Deviation 6 Jacobian
HyperMesh基础培训
2020/9/14
1
培训日程及主要培训内容：
第一天 ：
• HyperMesh基本内容简介 • 利用HyperMesh建立有限元模型及计算 • HyperMesh几何清理功能及网格生成
第二天 ：
• HyperMesh自动划分网格功能 • 其它网格生成菜单介绍 • 后处理功能
生成Component
添加载荷
建立载荷工况
设置计算参数
输出有限元文件
利用optistrut解算器 求解
利用HyperMesh 进行后处理
➢ HyperMesh缺省文件
• hm.cfg 内部配置文件 • command.cmf 命令文件 • hmmenu.set 用户界面配置文件 • [feinput translator name].hmx 不支持的FEM内容文件 • [feinput translator name].msg 输入信息文件