HyperMesh傻瓜教程电子版本
2024版Hypermesh基础教程[1]
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06
前后处理技术
Chapter
2024/1/30
23
结果查看与评估
2024/1/30
查看分析结果
在Hypermesh中，用户可以通过后处理模块查看分析结果，包 括变形、应力、应变等云图，以及动画演示等。
结果评估
通过对分析结果的评估，可以判断设计是否满足要求，以及是否 需要进行优化。
结果对比
用户可以将不同设计方案的分析结果进行对比，以便更好地评估 设计的优劣。
尺寸优化流程
建立模型、定义设计变量、设置 约束条件、选择优化算法、进行 尺寸优化计算、后处理与优化结 果评估。
2024/1/30
尺寸优化应用
尺寸优化广泛应用于各种工程领 域，如建筑结构中梁、柱截面尺 寸的优化，汽车零部件尺寸的优 化等。通过尺寸优化，可以在满 足性能要求的同时，降低制造成 本和材料消耗。
随机振动分析
了解随机振动分析的基本概念和方法， 如功率谱密度、响应谱等。
05
04
瞬态动力学分析
学习瞬态动力学分析的方法和步骤， 如时域响应、频域响应等。
2024/1/30
18
05
优化设计技术
Chapter
2024/1/30
19
拓扑优化
1 2 3
拓扑优化概念 拓扑优化是一种在给定设计空间内寻找最优材料 分布的方法，旨在实现特定性能目标下的结构轻 量化。
Hypermesh基础教程
2024/1/30
1
目录
2024/1/30
• 软件介绍与安装 • 网格划分技术 • 材料属性与边界条件设置 • 结构分析基础 • 优化设计技术 • 前后处理技术
2
01
软件介绍与安装
hypermesh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。
hypermesh简易实用教程.
F 合适窗口大小 D display窗口H help文件F2 delete panelF12 auto mesh panel F10 elem check panel F5 mask panel F6 element edit panel Ctrl+鼠标左键旋转Ctrl+鼠标滑轮滑动缩放Ctrl+鼠标滑轮画线缩放画线部分Ctrl+鼠标右键平移F11 quick edit panel Ctrl+F2 取图片保存到F9 line edit panel R rotation 窗口F4 distance panel 可以寻找圆心W windows窗口G Global panel O Option panelShfit+F1……新窗口Shfit+F11 operation窗口Shfit+ctrl 可以透视观察Shfit+F12 smooth 对网格平顺化Shifit+F3 检查自由边，合并结点鼠标中键确认按纽Shot cut一 hypermesh网格划分⑴单元体的划分1.1 梁单元该怎么划分？Replace可以进行单元结点合并，对于一些无法抽取中面的几何体，可以采用surface offset 得到近似的中面线条抽中线：Geom中的lines下选择offset,依次点lines点要选线段，依次选中两条线，然后Creat.建立梁单元：1进入hypermesh-1D-HyperBeam，选择standard seaction。
在standard section library 下选HYPER BEAM在standard section type下选择solid circle(或者选择其它你需要的梁截面。
然后create。
在弹出的界面上，选择你要修改的参数，然后关掉并保存。
然后return.2 新建property,然后create（或者选择要更新的prop）,名称为beam,在card image 中选择PBAR,然后选择material，然后create.再return.3 将你需要划分的component设为Make Current,在1D-line mesh，选择要mesh的lines,选择element size,选择为segment is whole line,在element config:中选择bar2，property选择beam(上步所建的property.然后选择mesh。
hypermesh教程2.doc
12587.1 全机模型建模下面为大家讲解飞机全机的建模过程，具体步骤如下。
启动HyperMesh 并设置RADIOSS （Bulk Data ）用户配置文件。
（1）启动HyperMesh ，弹出一个User Profiles 的用户图形界面。
（2）在图形界面中选择RADIOSS 。
（3）在RADIOSS 的扩展菜单中选择Bulk Data 。
（4）单击OK 按钮。
导入模型文件。
（1）单击工具栏Open model （）按钮，选择模型文件。
（2）单击Open 按钮。
切分机身几何。
（1）单击工具栏图标Shaded Geometry and Surface Edges （）按钮，显示几何面。
（2）选择Geom >surfaces edit >trim with lines 。
（3）在with lines 列中，双击surfs>by collector>fuselage ，选中fuselage 部件中的所有曲面。
（4）双击lines>by collector>stringer ，选中stringer 部件中的所有的线。
（5）切换其他两个选项为normal to surface 和entire surface 。
（6）单击trim 按钮，曲面被曲线切割。
（7）切换到trim with surfs/plane 子面板。
（8）在with surfs 列中，双击上面的surfs>by collector>fuselage ，选中fuselage 部件中的所有曲面。
（9）双击下面的surfs>by collector>frame ，选中frame 部件中的所有曲面。
（10）无需勾选trim both 选项。
（11）单击trim 按钮。
划分机身单元。
（1）单击2D>automesh ，在surfs 中选择fuselage 中的所有面，设置element size 为1000，单元尺要足够大，确保每个曲面只划分一个单元。
hypermesh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傻瓜教程
强度分析以A380铝支架分析为例:1.Start license services双击, 进入界面,再点击Start Server,取得软件应用许可,进入Hyper mesh工作界面;2.选择模块Nastran双击,弹出对话框,选择Nastran点击OK。
点击斜向下的绿色箭头,进入界面,将已建好的模型导入HyperMesh;3.选择模型,去实体选择要分析的模型,点击图标变灰色,隐藏其它模型。
点击F2,框选模型(如未选中,模型为壳层),将实体(solid)去掉,只留下壳层(1111)。
;4.数模几何清理(auto cleanup 与F11),避免两条轮廓线过于接近或夹角太小(小于30度),再进行人工修清理模型曲线,点击F11,进入界面,一般使用下图1、2、5创建点与点之间的线、点垂直于线的线、删除特征线(鼠标左键去掉曲线,右键添加)去倒角,geom,defeature,surf fillets,find,选中要去掉的倒角面,remove。
5.切法兰面为了确定零件上与加载点相关联的节点位置,我们在约束(螺栓位置)与加载处切法兰面。
(5、1)找到圆心Geom—circle—find center;常按鼠标左键,在白线上选择三点,点击“find”,出现圆心(5、2) 画圆center&radius 点找到的圆心,输入radius尺寸,点N1,在面上点三个点,点“create"按住左键选中曲线找到节点, M6的螺栓,法兰半径6、5;M8/8、5,M10/10、5,M12/12、5;(5、3)Surface edit —trim with lines—with lines;选面、点鼠标中键,选线, 点鼠标中键,选择N1、N2、N3点。
6.生成表面三角形壳单元在component中建shell,右键make current,使生成的壳单元在该层中,若生成的网格没有在shell中,可以通过tool-organize-elems-retrieve来转移点击F12—surface/trias(选择三角形单元)选中—mesh,接下来再修理网格(左键增加节点,右键去掉节点),例如,倒角、加强筋位置至少两层单元,应力集中、加载处细分网格;7.检查壳单元,并局部优化。
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。
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H y p e r M e s h傻瓜教程强度分析以A380铝支架分析为例：1.Start license services双击，进入界面，再点击Start Server,取得软件应用许可，进入Hyper mesh工作界面;2.选择模块Nastran双击，弹出对话框，选择Nastran点击OK。
点击斜向下的绿色箭头，进入界面，将已建好的模型导入HyperMesh;3.选择模型，去实体选择要分析的模型，点击图标变灰色，隐藏其它模型。
点击F2，框选模型（如未选中，模型为壳层），将实体（solid）去掉,只留下壳层（1111）。
；4.数模几何清理(auto cleanup 和F11)，避免两条轮廓线过于接近或夹角太小（小于30度），再进行人工修清理模型曲线，点击F11，进入界面，一般使用下图1、2、5创建点和点之间的线、点垂直于线的线、删除特征线（鼠标左键去掉曲线，右键添加）去倒角,geom，defeature,surf fillets，find，选中要去掉的倒角面，remove。
5.切法兰面为了确定零件上与加载点相关联的节点位置，我们在约束（螺栓位置）和加载处切法兰面。
（5.1）找到圆心Geom—circle—find center;常按鼠标左键，在白线上选择三点，点击“find”，出现圆心（5.2）画圆center&radius 点找到的圆心，输入radius尺寸，点N1,在面上点三个点，点“create"按住左键选中曲线找到节点, M6的螺栓，法兰半径6.5；M8/8.5，M10/10.5，M12/12.5；（5.3）Surface edit —trim with lines—with lines；选面、点鼠标中键，选线, 点鼠标中键，选择N1、N2、N3点。
6.生成表面三角形壳单元在component中建shell,右键make current,使生成的壳单元在该层中，若生成的网格没有在shell中，可以通过tool-organize-elems-retrieve来转移点击F12—surface/trias（选择三角形单元）选中—mesh,接下来再修理网格（左键增加节点，右键去掉节点），例如，倒角、加强筋位置至少两层单元，应力集中、加载处细分网格；7.检查壳单元，并局部优化。
(7.1) 检查网格质量，点击F10/2-d，在界面内点击 min. angle tria.、max. angle tria. 和connectivity；检查三角形网格的角度和连接性；(7.2) 对有问题的网格，save faied ，新建fail-mesh，并tool-organize-elems-retrieve-move，便于查看。
F2删除有问题网格，F3移节点（合并两个节点），F6补网格，F12重新局部划分网格，(7.3) 检查共节点、自由边，点shift+F3 或者tool/edges。
调节tolerance的值并使用preview观察共节点，如果没有共节点，点equivalence 自动共节点。
8.生成四面体单元，检查网格质量并局部优化。
在component中建solid,右键make current,使生成的四面体单元在该层。
点击3D/tetramesh，生成四面体单元，并点击F10/3-d检查网格。
9.删除表面三角形壳单元，并生成蒙皮。
删除shell。
Tool/face—find face，生成蒙皮。
利用organize将生成的蒙皮转移至skin，蒙皮的厚度为0.001mm (thickness=0.001，此处不用设置).10.画螺栓，加约束在component中建bolt,右键make current（1）2D/spline，生成局部网格；（2）2D/ ruled，这样不用一个一个点（3）2D/ drag，螺栓头高7mm/3层，螺栓柱3mm/层，可F4测距离(N1、N2和N3定义面的向量，方向符合右手法则)（4）新建SPC加约束,约束法兰面即可，Analysis/constraints—nodes （约束三个自由度dof1,dof2,dof3（不一定只约束着三个自由度））点nodes选surf选surf的方法：tool-mask-elem-geom-surf-选择法兰面-mask-reverse，此时，只显示法兰面，在component点bolt，显示bolt和法兰面，调整坐标轴，shift+左键选择。
画圆圈单元，先画外层单元，通过3D-elem offset处理可以得到11.Rbe2相关联，并加载（rbe2表示刚性连接，rbe3表示柔性连接，若是橡胶选rbe3）（1）确定加载点，Geom/nodes—type in (x, y, z);（2）1D/ rigids（rbe3）—node，选中加载点，在选中数模上要关联的点(法兰面）(点击nodes，然后选geom)；（3）加载荷，Analysis/forces，在loadcollector中建层FX+，输入（x, y, z），（输入的是哪一些数据）其它加载FX-、FY+、FY-、FZ+、FZ-相同；12.创建加载步loadstep（1）Analysis/loadstep –Name: FX+； type: linear static（2）点SPC 选中SPC, load 选中FX+; creat –edit –选中Output/Displacement/stress其它方向FX-、FY+、FY-、FZ+、FZ-相同；13.附材料，加属性（1）MaterialCreat：mat name=材料名，Card image 点击MAT1—creat/edit,➢材料Al材料牌号A380：杨氏模量( E )7.25e+04MPa，泊松比( NU )0.33，质量密度(RHO)2.7e-09吨/mm³，即2700kg/m³。
➢材料steel：杨氏模量( E )2.1e+05MPa，泊松比( NU )0.30，质量密度(RHO)7.8e-09吨/mm³，即7.800kg/m³。
（2）Property.Skin的厚度为0.001（3）Components-Update14.在Card附值，或者在Analysis/control card（1）SOL—点击默认（default）（2）PARAM—选择 Autospc（SPC为单点约束减缩，消去刚体运动自由度）、Coupmass、K6ROT（旋转刚度）、MAXRATIO(1.0e+8)、POST（后处理，要使用hypermesh进行后处理，-1）（3）GLOBAL_CASE_CONTROL—选择output/Displacement/stress.15.为计算精确，实体单元（solid）和蒙皮（skin）转二阶3D/order change—element/collector16.导出.bdf文件，导入MSC.Nastran计算导出前注意检查：1、shift+F3检查共节点。
2、F10，检查连接。
检查螺栓中是否有壳单元。
3、是否转二阶。
4、各组件材料属性。
，，，最后生成.op2文件；如有问题产生，需查看F06文件。
17.通过Hyperview查看结果（1）在Hyperview 中导入.op2文件；（2）在countour设置参数；（3）屏蔽掉约束处的应力集中区域（通常是隐藏约束周边一层的单元）在Mask--选中单元--Mask Selected，再Contour/Components—displayed；（4）在Hyperview中查看模型的动画结果后，将Animation Controls中的Current angle调至0，才能查看加载完毕的结果，从图中看出，此方向的最大应力为131.3MPa；(5)各加载方向截图。
（6）螺栓支反力读取有可能选不中点，选中的话，vecter（SPC Force）会出现相应数值模态分析1.模态分析的前处理跟应力分析一样;关联用rbe2连接，只是模态计算时数模的蒙皮删掉；力等都删掉，2.Material和property都一样；3.load collectors：新建mode –card image ,点击选择EIGRL—creat/mode edit 右键Card edit, ND表示阶次；4.load steps截图Analysis /loadsteps –name=Normalfreq；type =normal modes;选择SPC METHODCreat –edit –Output/Displacement/ ESE；5.附集中质量；附到加载点上1D—masses（单位：吨）例360g (3.6e-04吨)；6.在Card附值，或者在Analysis/control card（1）SOL—normal modes;（2）PARAM—选择K6ROT、MAXRATIO(1.0e+8)、POST；（3）GLOBAL_CASE_CONTROL—选择output/Displacement/ESE；7.从Hypermesh中导出.bdf文件，导入MSC.Nastran计算（输入命令scr=yes），生成.OP2文件；（导出的时候不要把蒙皮导出）8.通过Hyperview查看(无须设定阀值)在deformed中设定参数值9.截图一般在运行的1/4处截图10.归档时，如果没有项目名称（没有的值），直接填无。
负荷填1。