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Altair HyperMesh 10.0基础培训


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练习一? ? 使用 HyperMesh 划分二维网格?
? 对于薄板零件,选用壳单元进行有限元分析比较合适。本示例通过对一个薄板(如图 1 所示)进行抽取中面,划分二维网格的过程,描述如何使用 HyperMesh 进行有限元前处理。 这里首先介绍

了在 HyperMesh 中模型的导入与修复,然后介绍了如何在实体中抽取中面, 最后描述了 HyperMesh 进行二维分网的流程。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 1? 薄板零件? 本示例包括以下内容:? ? ? ? ? ‐? 打开模型文件? ? ? ? ? ‐? 查看模型? ? ? ? ? ‐? 修复几何体不完整要素? ? ? ? ? ‐? 抽取中面? ? ? ? ? ‐? 简化几何模型? ? ? ? ? ‐? 改进拓扑结构? ? ? ? ? ‐? 划分网格? ? 导入和修复几何模型(HM2000)? 第 1 步:打开模型文件? ? 1. 启动HyperMesh 2. 在User?Profiles对话框中选择Default(HyperMesh) ,并点击OK。 3. 点击工具栏按钮Files?Panel 。在弹出的Open?file…? 对话框中选择clip_repair.hm文件,

该文件位于<install_directory>/tutorials/hm? 4. 点击Open,clip_repair.hm文件被载入到当前HyperMesh进程中,取代进程中已有数据。 第2步:以拓扑方式观察模型并通过渲染检查模型完整性。 1. 2. 3.
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观察模型是否含有错误的连接关系以及缺失面或重复面。? 进入 autocleanup 面板,此时模型边沿依据其拓扑状态进行渲染? 点击 Wireframe?Geometry 和 Shaded?Geometry?and?Surface?Edges ‐1‐? 按钮, 观察模型其

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他显示模式。? 4. 点击视图工具(Visualization) 按钮,视图工具控制着模型表面和边沿的显示方式, 模型表面可以被渲染或是线框化。 这个菜单里的复选框控制着不同边沿和硬点的显示状 态。? 仅激活 Free 复选框,此时只有自由边显示在窗口区? 观察自由边并记住它们的位置,自由边(红色)处表示此位置具有不正确的连接关系或 是有间隙。注意那些闭环的自由边,这些位置可能是缺失面。?

5. 6. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

7.

8. 9.

? 图 2 模型中自由边位置? 仅激活 Non‐manifold 复选框,观察非重合边(黄色)的位置,非重合边表示在一个边 上存在两个以上的面。 本示例模型中有两个闭合的非重合边, 表明在这些位置中可能含 有重复面。? 激活所有复选框,点击 Close 按钮退出视图控制窗口。? 点击 Shaded?Geometry?and?Surface?Edges 按钮,此时模型被渲染。?

10. 移动、旋转和缩放模型,找到模型不正确连接位置。如图 3 所示:? (1)圆角处突出的面? (2)缺失面? ? ? 缺失面? ? ? ? ? ? 圆角处突出的面? ? ? ? ? ? 图 3 模型中错误的几何要素? 11. 点击 Wireframe?Geometry 按钮,转换到线框模式。?

? 第 3 步:删除圆角处突出的面? ? 1. 通过以下方式进入 Delete 面板:? (1)在 Geometry 菜单中选择 Delete 并激活 Surfaces 选项? ‐2‐?
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2. 3. 4. ? 第 4 步:创建面填补模型中较大的间隙? ? 1. 进入 surfaces 面板? 2. 进入 spline/filler 子面板? 3. 取消选择 keep?tangency 复选框。使用 keep?tangency 功能可以保证新创建的面与周围的 边沿相切(即平滑过度)? 4. 将 entity?type 设置为 lines? 5. 激活 auto?create(free?edges)复选框。Auto?create 选项简化缺失面边线的选取过程,一 旦选取其中一条线, HyperMesh 会自动选取闭环回路中剩余的几条边线, 然后创建曲面。 ? 6. 放大模型缺失面位置,如图 4 所示? ? ? ? ? ? ? ? 缺失面位置? ? 图 4? 模型中缺失面位置? 7. 选择一个缺口处的一条边线,HyperMesh 将自动创建面填充这个缺口? 8. 重复 4.7 步,为另一个缺口创建填充面? 9. 点击 return? ? 第 5 步:设置全局几何清理容差为 0.01? ? 1. 在键盘中点击 O 键进入 options 面板? 2. 进入 geometry 子面板? 3. 在 cleanup?tol=栏中,输入 0.01,缝合间隙小于 0.01 的面? 4. 点击 return,返回主面板? ? 第 6 步:使用 equivalence 工具一次缝合多个自由边。? ? 1. 使用以下任一种方式进入 edge?edit 面板? (1)在主菜单中选择 Geometry,激活 Edit 下拉菜单,在其二级菜单中选择 edges? (2)在主面板中选择 Geom 页,然后选择 Edge?Edit? 2. 进入 equivalence 子面板? 3. 激活 equiv?free?only 复选框? 4. 选择 surfs>>all? 5. 将 cleanup 设置为 0.01? ‐3‐?
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(2)按 F2? 在图形区,选择圆角处突出的面? 点击 delete?entity? 点击 return 返回到主面板。?

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点击绿色的 equivalence 按钮,一次缝合模型中指定容差范围内的自由边? 经过这一步, 模型中大部分红色自由边被缝合成绿色的共享边, 未被缝合的边是因为自 由边间距大于容差上限。? ? 第 7 步:使用 toggle 工具依次缝合自由边? ? 1. 进入 toggle 子面板? 2. 将 cleanup?tol 设置为 0.1? 3. 在图形区点击任一条红色自由边? 4. 如果有需要,可以旋转和放缩模型。当自由边选中后,它将从红色变为绿色,表示它已 被缝合成共享边。? 5. 使用 toggle 工具缝合模型中的其他自由边? ? 第 8 步:使用 replace 工具缝合余下的自由边? ? 1. 进入 replace 子面板? 2. 激活 moved? edge,选择图形区左边的自由边。此时 retained? edge 被激活,选择右边的 自由边? 3. 将 cleanup?tol 设置为 0.1? 4. 点击 replace。 当右侧自由边被选中时, HyperMesh 会弹出信息 “Gap= (.200018) .Do?you? still?wish?to?toggle?”? 5. 点击 Yes,执行缝合操作? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 5? 缝合自由边? 6. 点击 return? 返回主面板? ? 第 9 步:寻找并删除所有重合面? ? 1. 通过以下任一种方式进入 Defeature 面板:? ? ? ? ? (1)在主菜单选择 Geometry,然后激活 Defeature? (2)在主面板选择 Geom 页,然后选择 Defeature? 2. 进入 duplicate 子面板? 3. 选择 surfaces>>displayed? 6. ‐4‐?
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将 cleanup?tol 设置为 0.01? 点击 find。此时状态栏将显示“2surfaces?are?duplicate”信息? 点击 delete 移除所有的重合面? ? 第 10 步:重新观察模型,确定模型中所有的自由边、缺失面和重合面均已被修复? ? 1. 使用拓扑显示模式并渲染模型。 此时模型中所有的边沿均显示为绿色的共享边, 表示模 型已被修复成闭合的实体。? 2. 点击 return,返回主面板(main?menu) 。? ? 抽取模型中面(HM2010)? ? 第 11 步:使用 midsurface 工具创建模型中面? ? 1. 通过以下任一种方式进入 midsurface 面板:? (1)在主菜单选择 Geometry,然后激活 Midsurface? (2)在主面板选择 Geom 页,然后选择 Midsurface? 2. 进入 auto?midsurface 子面板? 3. 激活 closed?solid,此时黄色的 surfs 选择框呈高亮状态? 4. 任意选择图形区模型一个面? 5. 点击 extract 按钮,开始抽取模型中面。? 模型中面创建后自动存放在一个名为 Middle?Surface 的组件中, 此时除了 Middle?Surface 外的组件均已半透明状态显示,接下来将讲述如何控制曲面的透明度? ? 第 12 步:观察模型中面? ? 1. 在模型浏览窗口, 隐藏名为 lvl10 的组件的几何模型, 图形区只显示 Middle?Surface 组件。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 6? 模型中面(midsurface)? 2. 在模型浏览窗口打开组件 lvl10 几何模型? 3. 在视图工具栏,选择 transparency 面板 ? 4. 在 comps 选择框激活状态下,在图形区选择组件 lvl10 的一条线或一个面,此时整个组 件 lvl10 将被选中? 5. 在 transparency 面板中移动滑条,组件 lvl10 的透明度将发生变化? 4. 5. 6. ‐5‐?
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在模型浏览窗口关闭组件 lvl10 几何模型? ? 简化模型(HM2020)? ? 第 13 步(选作) :简化模型前对模型划分二维网格,观察网格质量? ? 1. 通过以下任一种方式进入 automesh 面板? (1)在主菜单选择 mesh,激活 Create 下拉菜单,然后在其二级菜单中选择 automesh? (2)在主面板选择 2D 页,然后选择 automesh? (3)按 F12 键? 2. 设置对象选择器类型为 Surfs? 3. 进入 size?and?bias 子面板? 4. 在 element?size=栏中输入 2.5? 5. 设置 mesh?type? 为 mixed? 6. 将面板左下侧的分网方式(meshing?mode)从 interactive 切换为 automesh? 7. 确认选择 elems?to?surf?comp 选项? 8. 选择 surfaces>>displayed? 9. 点击 mesh,生成网格,如图 7 所示? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 7? 模型中面二维网格? 10. 点击 return,返回主面板(main?menu)? ? 第 14 步(选作) :查看网格质量? 观察已生成的网格,注意不规则的、质量差的网格,可以使用 check?elems 面板检查单 元的最小长度。? ? 1. 通过以下任一种方式进入 check?elems 面板:? (1)在主菜单选择 mesh,激活 check 下拉菜单,然后在其二级菜单中选择 Elements, 最后点击 Check?Elements? (2)在主面板选择 Tool 页,然后选择 check?elems? (3)按 F10 键? 2. 进入 2‐d 子面板? 3. 在 length 栏输入 1? 4. 点击 length 检查单元最小长度。产生问题的单元大多数出现在模型的圆角处,为更好 地观察单元质量,可将模型改为线框显示模式。如图 8:? 6. ‐6‐?
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 8? 模型中面二维网格质量检查? 5. 点击 return,返回主面板? ? 第 15 步:移除四个小孔(pinhole)? ? 1. 通过以下任一种方式进入 Defeature 面板:? ? ? ? ? (1)在主菜单选择 Geometry,然后激活 Defeature? (2)在主面板选择 Geom 页,然后选择 Defeature? 2. 进入 pinholes 子面板? 3. 在 diameter 栏中输入 3.0? 4. 选择 surfaces>>Displayed? 5. 点击 find,寻找直径小于等于 3 的小孔。如图 9 所示,四个圆孔中心的 xP 符号,这些 高亮显示的白色符号? 表示它们是 HyperMesh 找到的要移除的小孔。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 9 模型中小孔位置? 6. 点击 delete,移除小孔。孔被删除后,取代它们的是其圆心位置的硬点(fixed?point)? ? 第 16 步:移除模型中所有面倒圆? ? 1. 进入 defeature 面板? 2. 进入 surf?fillets 子面板? 3. 4. 若模型没有被渲染,点击 Shaded?Geometry?and?Surface?Edges 在 find?fillets?in?selected 中选择 surfs? ‐7‐?
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按钮?

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5. 6. 7. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

选择 surfaces>>Displayed? 在 min?radius 栏中输入 2.0? 点击 find 找到所有半径大于等于 2 的面倒圆?

8. ? 第 17 步:移除模型中所有边倒圆? ? 1. 进入 defeature 面板? 2. 进入 edge?fillets 子面板? 3. 选择 surfaces>>Displayed? 4. 在 min?radius 栏中输入 1.0? 5. 设置面板下方按钮为 all,查找所有符号条件的边倒圆? 6. 点击 find,找到所有半径大于等于 2 的边倒圆,所有满足条件的边倒圆均用 F 标识,如 图所示,半径线标识圆角的起点和终点? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 11? 模型中边倒圆位置? 7. 点击 remove 删除选中的边倒圆? ? 第 18 步:对简化后的模型进行网格划分并观察网格质量? ? 1. 进入 automesh 面板? 2. 选择 surfs>>displayed? ‐8‐?
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图 10? 模型中面倒圆位置? 点击 remove,移除这些面倒圆?

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3. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

点击 mesh,观察网格排列是否整齐。?

图 12? 模型简化后二维网格? 改善几何模型的拓扑结构,提高网格质量(HM2030)? ? 第 19 步:重置硬点消除短边? ? 1. 通过以下任一种方式进入 point?edit 面板? (1)在主菜单选择 Geometry,激活 Edit 下拉菜单,然后在其二级菜单中选择 Points? (2)在主面板选择 Geom 页,然后选择 point?edit? 2. 进入 replace 子面板? 3. 将选择框设置为 moved?points? 4. 选择图 13 所示硬点? ? ? ? 此点保留? ? ? ? 此点删除? ? ? ? 图 13? 步骤 4 中硬点位置? 5. 删除点选中后,Retain 按钮将激活,选择图中所示保留点。? 6. 点击 replace,两个点合并到一起。? ? ? 第 20 步:去除面内所有硬点? ? ‐9‐?
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在 point?edit 中进入 suppress 子面板? 选择图示四个硬点,这些硬点将被删除。? 这些点是在 defeature 操作中去除小孔是留下的,需要说明的是, 在给定的单元尺寸下, 这四个硬点对单元质量的影响不明显,是可以保留的。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 14? 步骤 2 中硬点位置? 3. 点击 return,返回主面板。? ? 第 21 步:在曲面上添加边以调整网格样式? ? 1. 通过以下任一种方式进入 point?edit 面板? (1)在主菜单选择 Geometry,激活 Edit 下拉菜单,然后在其二级菜单中选择 Surfaces? (2)在主面板选择 Geom 页,然后选择 surface?edit? 2. 进入 trim?with?nodes 子面板? 3. 在 node?normal?to?edge 下激活 node 选择框? 4. 放大图示区域,选择硬点? 5. 此时 lines 选择框被激活,选择图示线? 当点和线被选中后,在模型硬点处将自动创建一条垂直于边线的线。? ? 选择此线? ? ? ? ? ? ? ? 选择此硬点? ? 图 15? 步骤 2 中硬点及线位置? 6. 重复 21.3,21.4 和 21.5 步选择下图所示点和线? ? ? ? ? ? 1. 2. ‐10‐?
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? ? ? ? ? ? ? ? 7. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

选择此线?

选择此硬点? 图 16? 步骤 6 中硬点及线位置? 重复 21.3,21.4 和 21.5 步选择下图所示点和线?

选择此硬点? 选择此线?

8. ? ? ? ? ? ? ? 选择此硬点? ? ? ?

图 17? 步骤 7 中硬点及线位置? 重复 21.3,21.4 和 21.5 步选择下图所示点和线?

选择此线?

图 18? 步骤 8 中硬点及线位置? 第 22 步:在曲面上添加边(edges) ,控制网格样式? ? 1. 进入 trim?with?surfs/planes 子面板? 2. 在 with?plane 列,激活 surfs 选择框? 3. 选择图 19 所示曲面? ? ? ? ? ? ‐11‐?
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4. 5. 6. 7. 8. 9. ? ? ? ? ? ? ? ? ?

选择这些曲面?

图 19? 步骤 3 中曲面位置? 激活 N1 选择框? 按住鼠标左键并将鼠标移到下图所示边,待光标发生变化再释放鼠标? 在边上任意点击两个点,注意不要点击第三次,线上出现 N1 和 N2 两个节点? 按 F4 进入 Distance 面板? 选择 Three?Nodes 子面板? 按住鼠标左键并将鼠标移到图 20 所示孔边上,光标发生变化时释放鼠标。?

22.5 选择线?

22.9 选择线?

图 20? 步骤 9 中线位置? 10. 在孔边界上任意点击三个点,将在线上创建 N1,N2,N3 三个节点? 11. 点击 circle?center,在孔的圆心创建一个节点? 12. 点击 return,返回 Surface?Edit 面板? 13. 点击 B,选择孔中心处的节点作为基点? 14. 点击 trim,曲面从孔中心位置分割? 15. 点击 return,返回主面板? ? 第 23 步:压缩共享边,避免产生小边界? ? 1. 进入 edge?edit 面板? 2. 进入(un)suppress 子面板? 3. 使用鼠标左键选择图 21 所示边? 4. 点击 suppress,此时所选边变成压缩状态(蓝色)? 5. 点击 return,返回主菜单? ? ? ? ‐12‐?
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

选择这些边?

图 21? 步骤 3 中线位置? 第 24 步:重新划分网格。使用自动模式(interactive) 、单元尺寸为 2.5、网格类型为混合 型(mixed) ,重新对模型进行网格划分? ? 1. 进入 automesh 面板? 2. 设置对象选择器类型为 Surfs? 3. 进入 size?and?bias 子面板? 4. 在 element?size=栏中输入 2.5? 5. 设置 mesh?type? 为 mixed? 6. 将面板左下侧的分网方式从 automesh 转换为 interactive? 7. 确认选择 elems?to?surf?comp 选项? 8. 选择 surfaces>>displayed? 9. 点击 mesh,重新生成网格? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 22? 模型中面二维网格? 第 25 步:检查网格质量? ? 1. 选择、缩放和移动模型,检查模型网格质量,注意现在的网格是否整齐? 2. 按 F10 键,进入 Check?Elements 面板? 3. 进入 2‐d 子面板? 4. 在 length 栏中输入 1.0,点击 length 评估模型单元最小长度? 只有两个单元不合格,它们是由模型的形状引起的,与全局单元尺寸相比,它们不是太 小,因此可以保留,不必处理? ‐13‐?
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5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

按 F12 键进入 automesh 面板? 选择 QI?Optimize 子面板? 确认 Elem?Size=2.5,Mesh?Type 为 Mixed? 点击 Edit?Criteria。? 在 Target?Element?Size 处输入 2.50? 点击 Apply 和 OK? 选择 Surfs>>displayed,选择图形区显示所有面? 点击 Mesh? 如果出现信息“There?is?a?conflict?between?the?user?requested?element? ? size?and?quality? criteria?ideal?element?size”,点击按钮 Recomptue?quality?criteria?user?size?of?2.5.? 14. 通过以下任一种方式进入 qualityindex 面板? (1)在主菜单选择 Mesh,激活 Check 下拉菜单,然后在其二级菜单中选择 Elements, 最后选择 Quality?Index? (2)在主面板选择 2D 页,然后选择 qualityindex? 15. 进入 pg1,核实 Comp.QI 是 0.01。此值越低表示划分的网格质量越好。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ‐14‐?
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练习二? ? 使用 HyperMesh 创建六面体网格?
? 本示例描述使用 HyperMesh 分割实体,并利用 Solid?Map 功能创建六面体网格的过程。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 1? 模型结构? ? 本示例包括以下内容:? ‐? 导入模型? ‐? 通过面生成实体? ‐? 分割实体成简单、可映射的部分? ‐? 使用 Solid?Map 功能创建六面体网格? ? 导入模型? ? 第 1 步:打开模型文件? ? 5. 启动HyperMesh 6. 在User?Profiles对话框中选择Default(HyperMesh) ,并点击OK。 7. 点击工具栏按钮Files?Panel 。在弹出的Open?file… 对话框中选择solid_geom.hm文件,

该文件位于<install_directory>/tutorials/hm? 8. 点击Open,solid_geom.hm文件被载入到当前HyperMesh进程中,取代进程中已有数据。 第2步:通过闭合曲面(bounding surfaces)创建实体 1. 在主面板中选择 Geom 页,进入 solids 面板? 2. 选择 bounding?surfs 子面板? 3. 激活 auto?select?solid?surfaces 复选框? 4. 选择图形区任意一个曲面? 5. 此时模型所有面均被选中? 6. 点击 Create 按钮,创建实体? 7. 状态栏提示已经创建一个实体,注意实体与曲面区别是:实体边线线型比曲面边线粗。 ? 8. 点击 return,返回主面板? 第 3 步:使用边界线(bounding?lines)分割实体? ? 1. 进入 solid?edit 面板? ‐15‐?
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2. 3. 4. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

选择 trim?with?lines 子面板? 在 with? bounding? lines 栏下,激活 solids 选择器。点击模型任意位置,此时整个模型被 选中? 激活 lines 选择器,在图形区选择下图所示线?

选择边界线?

图 2? 步骤 4 所选边线? 点击 trim,产生一个分割面,模型被分割成两个部分?

图 3? 分割实体? 第 4 步:使用切割线(cut?line)分割实体? ? 1. 在 with?cut?line 栏下,激活 solids 选择器,选择第 3 步创建的较小的四面体。? ? ? ? ? ? ? 选择此实体? ? ? ? ? ? 图 4? 步骤 1 所选实体? 2. 点击 drag?a?cut?line? ‐16‐?
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3. ? ? ? ? ? ? ? ? 4. 5. ? ? ? ? ? ? ? ? 6. ? ? ? ? ? ? ? ? 7. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

在图形区选择两点,将四面体分为大致相等的两部分,如图所示:?

选择这两点,拉伸成一条线?

图 5? 定义切割线? 点击鼠标中键,分割实体? 选择分割后实体的下半部分? ?

选择这个实体?

图 6? 步骤 5 所选实体? 使用 with?cut?line 工具按下图分割实体? 选择这两点,拉伸成一条线?

图 7? 定义分割线? 选择下图所示实体?

选择这个实体?

图 8? 步骤 7 所选实体?

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8. ? ? ? ? ? ? ? ? ?

使用 with?cut?line 工具按下图分割实体? 选择这两点,拉伸成一条线?

图 9? 定义分割线? 第 5 步:合并实体? ? 1. 进入 merge 面板? 2. 在 to?be?merged 下的 solids 选择器激活的状态下选择下图三个实体? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 10? 步骤 2 所选实体? 3. 点击 merge,合并这三个实体。合并后的结果如图所示? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 11? 合并实体结果? 第 6 步:使用自定义的平面(user-defined plane)分割实体? ? 1. 进入 trim?with?plane/surf 子面板? 2. 在 with?plane 下的 solids 选择器激活的状态下选择下图较大的实体? ? ? ? ? ‐18‐?
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3. 4. ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5. 6. ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7. ? ? ? ?

选择这个实体?

图 12? 步骤 2 所选实体? 将平面选择器设置为 N1,N2,N3? 激活 N1,按住鼠标左键不放,移动鼠标到下图两边线中靠上的一条时,此边线高亮显 示?

图 13? 步骤 4 所选边线位置? 释放鼠标左键,在此边中点处点击左键,一个绿色的临时节点出现在边的中点处,同时 平面选择器节点 N2 被激活。? 以同样的方法激活靠下的边线,然后在边线上选择两个节点,如下所示:?

N1 N2 N3

图 14? 选择节点? 点击 trim 按钮,分割所选实体?

‐19‐?
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? ? ? ? ? ? ? ? 图 15? 分割实体? 第 7 步:使用扫略线(swept line)分割实体? ? 1. 进入 trim?with?lines 子面板? 2. 激活 with?sweep?lines 栏下的 solids 选择器,选择下图所示实体? ? ? 选择这个实体? ? 选择这两条线? ? ? ? ? ? ? ? 图 16? 步骤 2 所选边线和实体位置? 3. 激活 line?list 选择器,选择第 6 步中定义 N1,N2 和 N3 点所用到的边线? 4. 在 sweep?to 下将平面选择器设置为 x‐axis? 5. 确定 plane 选择器下设置为 sweep?all? 6. 点击 trim,分割实体? 第 8 步:使用主平面分割实体? ? 1. 进入 trim?with?plane/surf 子面板? 2. 在 with?plane 下激活 solids 选择器,选择下图所示实体? 3. 将平面选择器从 N1,N2 和 N3 转为 z‐axis? 4. 按住鼠标左键不放,移动鼠标至图示边线,此时被选中边线高亮显示? ? ? 选择这个实体? 选择这两条线? ? ? ? ? ? ? ? 图 17? 步骤 4 所选边线和实体位置? ‐20‐?
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是否鼠标左键并在边上任意位置点击? 一个紫色临时节点出现在边上,它表示基点? 点击 trim,分割实体? 点击 return,返回主面板? ? 第 9 步:在实体内部创建面并使用此面分割实体? ? 1. 通过以下任一种方式进入 surfaces 面板? (1)在 Geometry 菜单中激活 Create,在其二级菜单中选择 Surfaces? (2)在 Geom 页中选择 surface? 2. 进入 spline/filler 子面板? 3. 取消选择 auto?create(free?edge?only)复选框,激活 keep?tangency 复选框? 4. 选择下图所示五条线? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 18? 步骤 4 所选边线? 5. 点击 create 创建曲面? 6. 点击 ruturn,返回主面板(main?menu)? 7. 在 Geom 页中,进入 solid?edit 面板? 8. 进入 trim?with?plane/surf? 子面板? 9. 在 with?surfs 下 solid 选择器激活状态下,在图形区选择要分割的实体? 10. 在 with?surfs 下 surfs 选择器激活状态下,在图形区选择 9.5 创建的曲面? 11. 点击 trim,分割实体? 12. 点击 ruturn? 13. 在 Geom 页,选择 surfaces 面板? 14. 进入 spline/filler 子面板? 15. 选择下图所示四条线? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 19? 步骤 15 所选边线位置? 5. 6. 7. 8. ‐21‐?
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16. 点击 create? 17. 点击 return? 18. 通过以下任一种方式进入 solid?edit 面板、? (1)在 Geometry 菜单中激活 Edit,在其二级菜单中选择 Solids? (2)在 Geom 页中选择 solid?edit? 19. 选择 trim?with?plane/surf 子面板? 20. 在 with?surfs 栏下激活 solids,点击图形区中包含此面的实体? 21. 在 with?surfs 栏下 surfs 选择器激活的状态下? ,选择刚创建的面? 22. 取消选择 Extend?Trimmer 复选框? 23. 点击 trim? 24. 点击 return 返回主面板? ? 第 10 步:压缩模型上部分边线,以便进行网格划分? ? 1. 进入 edge?edit 面板? ? 2. 选择(un)suppress 子面板? 3. 选择 lines>>by?geoms? 4. 激活 solids 选择器,选择下图所示四个实体? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 20? 步骤 4 所选实体? 5. 点击 add?to?selection? 6. 在 breakangle=栏中输入 45? 7. 点击 suppress 压缩这些边? 8. 点击 return,返回主面板(main?menu)? ? 使用 solid?map 功能逐个实体划分网格? ? 第 11 步:对 1/8 半球区进行网格划分? ? 1. 2. 在工具栏点击 Shaded?Geometry?and?Surface?Edges 按钮? 通过以下任一种方式进入 solid?map 面板? (1)在 Mesh 菜单中激活 Create,在其二级菜单中选择 Solid?Map?Mesh? (2)在 3D 页中选择 solid?map? ‐22‐?
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3. 4. 5. ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6. 7. 8. ? ? ? ? ? ? ? ? ?

选择 one?volume 子面板? 在 along?parameters 栏下的 elem?size=中输入 1? 在 volume?to?mesh 栏下激活 solid 选择器,选择下图所示小立方体?

图 21? 步骤 5 所选实体? 点击 mesh? 在工具栏中点击 Shaded?Elements?and?Meshlines 选择下图所示实体? ?

图 22 步骤 8 所选实体? 9. 点击 mesh? 10. 点击 return,返回主面板(main?menu)? 第 12 步:利用 automesh 面板创建壳单元网格,控制网格模式? ? 1. 通过以下任一种方式进入 solid?map 面板? (1)在 Mesh 菜单中激活 Create,在其二级菜单中选择 2D?Automesh? (2)按 F12? 2. 选择下图所示面? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 23? 步骤 2 所选面? ‐23‐?
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确认选择 size?and?bias 和 Interactive? 在 element?size=栏中输入 1.0? 确认 mesh?type 设置为 mixed? 点击 mesh? 在 Elem?density 栏中输入 4? 点击 set?all?to,此时所有密度都设置为 4? 点击 mesh? 点击 return,返回主面板? ? 第 13 步:对上步创建面的实体划分网格? ? 1. 进入 solid?map 面板? 2. 选择 one?volume 子面板? 3. 选择下图所示实体? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 24? 步骤 3 所选实体? 4. 在 along?parameters 栏下将 elem?size 转换为 density 并输入 10? 5. 点击 mesh? 6. 选择模型,注意观察使用 automesh 创建的网格模式如何控制生成实体单元。如图所示? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 25? 生成三维网格? ? ? 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. ‐24‐?
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第 13 步:对剩余的实体划分网格? ? 1. 在 solid?map 面板选择 one?volume 子面板? 2. 选择一个未划分网格的实体。 所选实体要求与已划网格的实体相连, 以保证网格连续性? 3. 切换 Source?shells 到 mixed? 4. 在 along?parameters 栏下将 density 切换成 elem?size,输入 1.5? 5. 点击 mesh? 6. 重复本步骤划分其余实体? 7. 点击 return,返回主面板? ? 使用 solid?map 功能实现多个实体一次划分网格? 通过映射视图模式(Mappable?visualization?mode)检查模型是否可以进行映射划分,如 果模型可以进行映射划分,则可通过 multi‐solids 工具对模型多个实体一次划分。下面将删 除模型上已划分的网格,使用 solid?map 功能一次划分多个实体。? ? 第 14 步:删除模型内所有单元? ? 1. 按 F2 键进入 delete 面板? 2. 激活 elems 选择器,选择 all? 3. 点击 delete?entity? 4. 点击 return,返回主面板? ? 第 15 步:使用映射视图模式? 1. 2. 在工具栏点击 Shaded?Geometry?and?Surface?Edges 在 geometry?visualization 下拉菜单中选择 Mappable 按钮? ?

此时,模型中每个实体都被渲染,实体上渲染的颜色代表其映射状态,本步的目的是检? 验每个实体是否具有一个或三个方向的映射性? 3. 在工具栏点击 visualization?options ,在图形区左侧可以看到映射状态图例? ? ? ? ? ? ? 图 26? 映射状态图例? 各种颜色代表的映射状态解释如下? 1‐direction? 3‐direction? Ignored? Not?mappable? 4. 表示实体可以在一个方向映射划分网格? 表示实体可以在三个方向映射划分网格? 表示实体需要进行分割以实现具有映射性? 表示实体已被分割,但还需进一步分割才能达到映射状态?

将模型切换到映射视图模式, 可以看到有一个实体具有三个方向的映射性, 其余实体均 具有一个方向映射性。? ‐25‐?

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? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 27? 模型映射状态图? 第 16 步:使用 multi‐solid 功能划分实体? ? 1. 进入 solid?map 面板? 2. 选择所有实体? 3. 将 source?shells 设置为 mixed,在 elem?size=栏中输入 1? 4. 点击 mesh,此时模型将被顺序划分网格。分网后的模型如图所示:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 28? 分网后的模型? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ‐26‐?
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练习三? ? 使用面网格创建体网格?
? ? ? ? ? 本示例将练习使用 HyperMesh 划分实体五面体、六面体网格。练习使用的模型由四个 IGES 格式的面组件构成,如图 1 所示。它们是(1)基座(base)(2)弯臂(arm_curve) ; , 横截面相同; (3)直臂(arm_straight) ,横截面逐渐变细; (4)带通孔圆柱体(boss) 。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 1? 模型结构? 第 1 步:载入模型? ? 打开 arm_bracket.hm 文件,文件位于<install_directory>/tutorials/hm 第 2 步:为包含 L 形面的基座上表面划分二维网格 1. 通过以下任一种方式将 base 设置为当前工作组件:? (1)在状态栏中点击中间方框,在弹出对话框中点击 base? (2)在模型浏览窗口,右击 base 选择 Make?Current? 2. 在模型浏览窗口,隐藏除 base 外的其他组件? 3. 通过以下任一种方式进入 automesh 面板:? (1)在 Mesh 菜单中点击 Create,在其二级子菜单中选择 2D?automesh? (2)在 2D 页,选择 automesh? 4. 在图形区选择包含 L 形面的基座上表面? 5. 进入 size?and?bias 子面板? 6. 将 meshing?mode 设置为 automatic? 7. 在 element?size=栏中输入 10,设置网格尺寸为 10 个单位? 8. 将 element?type 设置为 quads? 9. 点击 mesh? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 2? 基座上表面划分二维网格? ‐27‐?
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10. 点击 return,返回主面板? ? 第 3 步:在 base 上创建六面体网格? ? 1. 进入 elem?offset 面板? 2. 选择 solid?layers 子面板? 3. 激活 elems 选择器,选择基座上的二维单元? 4. 在 number?of?layers=栏中输入 5? 此栏表示拉伸网格的层数? 5. 在 total?thickness=栏中输入 25? 此栏表示拉伸网格的厚度? 6. 点击 offset+,? “+”表示沿二维单元的法向进行拉伸, “‐”表示沿二维单元法向反方向进行拉伸,通 过 tool 页下的 normals 面板可以检查单元的法向。? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 3? 创建基座三维网格? 第 4 步:弯臂分网前的显示处理? ? 1. 在模型浏览器中显示 arm_curve 组件? 2. 按 F5 键,进入 mask(隐藏)面板? 3. 选择 element>>by?config,然后选择 hex8? 此步通过单元属性选择单元,hex8 表示 8 节点的六面体单元? 4. 点击 select?entities? 所有具有 8 节点的六面体单元都已被选择? 5. 选择 element>>by?config,然后选择 penta6? 6. 点击 select?entities? 所有具有 6 节点的五面体单元都被已被选择? 7. 点击 mask,隐藏所选单元? 8. 点击 return,返回主面板(main?menu)? ? 第 5 步:在弯臂曲率中心处创建一个节点? ? 1. 按下 F4,进入 distance(距离)面板? 2. 进入 three?nodes? 3. 在 N1 激活的状态下,在下图曲线上创建节点。? 4. 按住鼠标左键,在屏幕视图区域(Graphic? Area)拖动鼠标,当光标靠近目标曲线时, 光标将变成
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,然后该曲线高亮显示,此时释放鼠标,可以注意到此时目标曲线处于 ‐28‐?

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5. 6. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7.

被激活状态。? 在曲线上点击三次,选择三个点。? 点击 circle?center,在曲线曲率中心处创建一个节点? 在任一条曲线上选择三个点然后点击 circle?center,找到曲线曲率中心?

中心节点? 图 4? 创建中心节点?

点击 return,返回主面板? ? 第 6 步:使用旋转(spin)工具在弯臂上创建六面体单元? ? 1. 在模型浏览窗口选择 arm_curve 作为当前组件? 2. 进入 spin 面板? 3. 选择 spin_elems 子面板? 4. 选择 elems>>by?window,选择 L 形面内的单元? 5. 点击 select?entities? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 5? 选择 L 形面内二维单元? 6. 在 angle=栏中输入 90? 此栏表示旋转角度? 7. 在选转方向上选择 x‐axis? 8. 将曲线圆心处节点设置为基点(B)? 9. 在 on?spin=栏中输入 24? 此栏表示在旋转路径上的网格数? 10. 点击 spin‐? ? ‐29‐?
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 6? 创建弯臂六面体网格? 11. 点击 return,返回主面板(main?menu)? 第 7 步:在六面体单元上创建面? 1. 2. 3. 进入 faces 面板? 将实体选择器设置为 comps,选择 arm_curve 组件? 点击 find?faces? 此时在三维单元上将创建二维壳单元,这些壳单元均放置在名为^faces 的组件中? 在工具栏上点击 Shaded?Elements?&Mesh?Lines ? 第 8 步:直臂分网前的显示处理? 显示组件 arm_straight 和^faces? 第 9 步:为直臂和圆柱体之间 L 形面划分网格? ? ? 1. 2. 3. 4. 5. 6. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 将 arm_straight 设置为当前工作组件? 进入 automesh 面板? 选择直臂和圆柱体之间 L 形面,这个面都存放在 arm_straight 组件中? 将 meshing?mode 设置为 interactive? 点击 mesh,进入分网程序? 在 density 子面板,按下图调整网格密度? ,这时将看到^faces 组件中的单元?

4.

图 7? 调整网格密度? ‐30‐?
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7. 点击 mesh,更新分网密度? 8. 点击 return,创建二维单元并返回 automesh 面板? 9. 点击 return,返回主面板(main?menu)? 第 10 步:使用 linear?solid 工具在两组壳单元之间创建三维单元? ? 1. 通过以下任一种方式进入 linear?solid 面板? (1) Mesh 菜单中选择 Create, 在 在其二级菜单下选择 3D?Elements, 然后选择 Linear?3D? (2)在 3D 页,选择 linear?solid? 2. 在 from: elems 选择器激活的情况下, 选择^faces 组件上位于弯臂和直臂之间的壳单元。 可以首先选择一个单元,然后使用 elems>>by?face 来选择其余所需的单元? 3. 点击 to:elems,选择第 9 步创建的壳单元? 4. 点击 from:alignment:N1,选择下图所示三个节点? 5. 点击 to:alignment:N1,选择下图所示三个节点? 注意:10.4 和 10.5 两步中节点选择顺序以及映射位置必须一致? ? ? 10.3 选择的节点? ? ? ? ? ? 10.4 选择的节点? ? ? ? ? ? ? 图 8? 步骤 4 和 5 中所选节点位置? 6. 在 density=栏中输入 12? 此栏表示在两壳单元之间生成的网格数? 7. 点击 solids,完成网格划分? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 9? 创建直臂六面体网格? ‐31‐?
?

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点击 return,返回主面板(main?menu)? ? 第 11 步:圆柱体分网前的显示处理? ? 在模型浏览器中设置 boss 组件为显示状态? ? 第 12 步:在 boss 组件底部创建壳单元? ? 1. 将 boss 设置为当前工作组件? 2. 进入 automesh 面板? 3. 选择 boss 底部五个面? 4. 点击 mesh,进入分网程序? 5. 按照下图调整面上网格密度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 10? 调整网格密度? 6. 点击 mesh 更新面上网格密度? 7. 点击 return 两次,返回主面板(main?menu)? ? 第 13 步:向 boss 上表面投影节点? 为更好控制 boss 组件上网格生成质量,保证模型网格连续性,在对 boss 进行分网时需 使用已存在节点控制待生成网格的节点分布。通过前几步操作,boss 组件映射路径上已生 成大部分节点,下面将通过映射(project)功能,在 boss 上表面生成节点,完善映射路径 的节点分步。? ? 1. 进入 project 面板? 2. 选择 to?line 子面板? 3. 选择下图所示节点? 4. 点击 nodes>>duplicate? 复制已选中的节点,完成此步操作后,映射到 boss 上表面的节点不是已选中节点本身, 而是其复制点,这样就不会影响原有单元分布状态。? 5. 在 to?line 栏选择 boss 上表面,如下图所示? 8. ‐32‐?
?

?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

选择此节点和线

图 11? 步骤 3 和 5 中节点及线的位置? 6. 在 along?vector:栏选择 x‐axis? 7. 点击 project,将节点投影到所选线上? 8. 点击 return,返回主菜单? ? 第 14 步:使用 solid?map 面板为 boss 组件划分六面体单元? ? 1. 通过以下任一种方式进入 solid?map 面板? (1)在 Mesh 菜单上点击 Create,然后点击 Solid?Map?Mesh? (2)在 3D 页,选择 solid?map? 2. 进入 general 子面板? 3. 选择 source?geom: (none)? 4. 选择 along?geom:mixed? 5. 在 along?geom:mixed 栏下,点击 lines? 6. 选择下图所示线? 7. 点击 node?path? 将其激活? 8. 顺序选择下图所示节点。 共有 13 个节点, 起始节点位于 boss 壳单元, 然后是 arm_straight 组件边沿上的节点,终止节点位于 boss 上面投影的节点? ? ? 从下到上,依次选择这些节点? ? ? ? 选择这些条线? ? ? ? ? ? ? 图 12? 扫略路径节点位置? 9. 在 elems?to?drag:栏选择 elems>>by?collector 并选择 boss 组件? ‐33‐?
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10. 点击 destination?geom:surf,选择 boss 上表面? 11. 点 mesh,此时模型已全部划分网格? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 13? 创建圆柱体六面体网格? 12. 点击 return,返回主面板(main?menu)? 第 15 步(选做) :检查模型连续性? ? 1. 进入 faces 面板? 2. 点击 comps,进入组件列表? 3. 选择所有组件或选择 comps>>all? 4. 点击 select,完成组件选择并返回 faces 面板? 5. 点击 find?faces? 6. 在模型浏览窗口关闭所有组件几何显示? 7. 关闭除^faces 组件外所有组件网格单元的显示? 8. 点击 return 退出当前面板? 9. 在 Post 页,进入 hidden?line(或直接按 F1)? 10. 进入 cutting 子面板? 11. 激活 xz?plane? 和 trim?plane 选项? 12. 点击 fill?plot,此时图形区的面以切面形式显示,因此可以看到模型内部网格情况? 13. 在切面位置处点击,按住鼠标左键不放并移动鼠标,此时切面将通过模型。通过这一功 能可以看到模型内部任何一个单元。在 boss 和 arm 之间,将看到有些单元并没有真正 连接,因此需要进一步处理。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图 14? 模型切面显示? ‐34‐?
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14. 点击 return,返回主面板(main?menu)? 第 16 步(选做) :校正模型单元连续性? ? 1. 显示除^faces 外所有组件? 2. 以透明模式显示 solidmap 组件? 3. 进入 faces 面板? 4. 选择 elems>>displayed? 选择图形区显示的所有单元? 5. 点击 preview?equiv? 在 boss 和 arm 之间符合条件的节点高亮显示? 6. 指定一个较大的 tolerance=值并点击 preview?equiv 找到更多的符合条件的节点? 7. 重复 16.6 步,直至 60 个节点被选中? 8. 点击 equivalence,将间距小于 tolerance 的节点缝合到一起? 9. 将所有组件以渲染模式显示。? ? 第 17 步:重新检查模型连续性? ? 重新进行第 16 步操作,确保模型中不连续节点已被缝合。? ? ? ?

‐35‐?
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