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hypermesh 2D 3D 面板


2D,3D 面板 这两个面板是重点,以前都是准备工作,到现在我们可以画网格了。我们在这里主要介绍 画六面体网格。 一 automesh 这个面板在 day1, day2 中已经有讲解了, 在这里我讲一些自己的体会。 create 在 mesh 面板中,如果你想改变一个已经画好的网格的话就需要将 surf/elem 面板下面的 reset meshing parameters to

选上。这个面板可以对面进行分网,也可以对已画好的网格进行重画, 只要在 surf/elem 面板中选中 elem 就可以了,而且这个选项可以优化网格的质量。

强烈建议大家仔细研究图中画红线的地方。在左边画红线的地方,在 reset 的下面有一个面 板 elem size/use mesh params 的选项,如果你想用 create mesh 下面 mesh params 这个面板的 话就要选则 use params 这个面板。在 use params 的下面可以选择网格的形状,tris—三角形 Quads—四边形,mixed—三角形和四边形混合,如果用其中一个画的网格你觉得质量不好 的话,可以试试其他选择。画好之后再 type 里面也可以改单元的类型。在右边红线圈起来 的面板里面,有 interactive/automatic/Qi optimized 这三个选项,如果你选 automatic 的话,你 画好的网格就不改变了,是不能手动修改的,只有选择 interactive 才可以手动修改。至于第 三个选项,在这里面有一些优化的参数,可以提高网格的质量。如果用这个选项,系统会自 动按照你选的参数画好网格,是不用手工控制的。当然也就无法修改了。 在 mesh 下面一旦你画好网格了,使用 smooth 可以使网格更加符合几何形状,点击 reject 就 可以拒绝所画的网格了。 进入 automesh=>选择 elem remesh,不选 break connectivity,被选的网格边缘节点会保持 原有连接。看看 help,更详细的解释。remesh 是一个非常强大的工具,如果 automesh 划分 的单元,不禁满意,利用它可以大大改善网格的质量。 (摘自仿真论坛) 如果 (1) 在 automesh/create mesh 菜单下选择单元类型 R-trias 划分网格, (2)在 edit element/combine 菜单下组合单元。

可以生成以下的单元

(2)

左边是节点数,算法,单元的形状等选项。 Smooth 就是使网格的更加符合几何的形状,再这个面板下面可以操作 3D 单元。 Quads 里面都是四边形单元

Mixed 两种单元都有。

Tris 至于三角形单元

Rule 这个面在 UG 中也会遇到。就是画直纹面。同样在这里也是用来画平面的网格的,不 过这个面板有局限,用的不是很多。

Spline 这个面板用的很多,在面板的左边又 node/lines。如果选择 line 在没有 surface 的情况 下,自己画几条线就可以画网格。如果你选择的是 nodes 的话只要在空间选几个 node 就可 以画网格了,只要这几个 node 可以形成一个面就可以。 在面板的中部有个子面板,有四个选项,mesh,keep surf/mesh,dele surf/mesh,w/o surf/surf only。这四个选项中,其中前三个是画网格的,最后一个是画面的。其实在其他的 面板比如 rule,skin 等里面也有这样的选项。我在这解释一下。Keep,就是在生成网格的同 时生成了一个面,dele 就是在生成网格的同时也生成了一个面,不过在网格生成 的同时将 面 dele 掉,这两个都是基于面的网格,而 w/o 就是 without 也就是没有面的生成,它是不基 于面的。而且他可以画出高质量的四边形网格,大家可以一试,只不过他要求要三条或四条 边, 多了少了都生成不了, 这是一个限制。 在生成网格之后, 在面板的右面有一个 local view 可以让你更清楚的观察你画的网格/。就在下图右面画红线的地方。他可以放大画网格的面, 让你更好的观察你画的网格的质量。

Skin 也可以画网格其功能和 rule 差不多只是 rule 只能画两条线, 而他可以画多条线。 关于 mesh,w/o surf 的问题,首先要明确的是 w/o 的含义,就是 without。 大家可以看看与之相关的 mesh, keep surf 和 mesh, dele surf,后两者的划分网格方式都是 要先生成曲面,再用 automesh 的功能在这个曲面上划分网格,这两者本质上没有区别的, 只不过在划分网格以后一个保留曲面,一个不保留。 但是 w/o surf 就不一样了,它是与曲面无关的,而且最重要的是它并不使用 HyperMesh 的 automesh 功能。它有一点像 Patran 中的 Isomesh。它的优点体现在对一些规则曲面(如长 方形和梯形)划分网格的过程中。 我们用 ruled 面板为一个长方形划分网格: 如果使用 keep surf 方式,可以看到当你调整一条边上的节点数量时,其对边上的节点数量 并不发生改变,因此当两条对边上节点数量不一样时,生成的网格就不是规则的了,而如果

用 w/o surf 方式,无论如何改变一条边上的节点数量,其对边上的节点数量始终与其保持 一致,这样生成的网格肯定也是规则的。 (摘自仿真论坛) Drag 就是拉伸。它和 line drag 的不同之处就是他只能在制定的方向上拉伸,只能是直线, 而不能使曲线。在面板的左边有两个选项,drag elems 和 drag geom.就是可以拉伸单元和几 何,在 drag geom.里面有 nodes/line 两个选项,如果你选 node 的话,那么有一边的单元数量 是不能改动的,在每个面板中选 node 形成网格的都是这样的,在上面的面板中,也是如此。 所以最好不要选 node 这个选项。在这个面板里面选择方向可以使用坐标轴,也可以用 N1, N2,N3 来选择,如果选择 N1,N2 的话就以这两个节点的连线为方向拉伸,如果选择三个 点的话,就是以这三个点所在的平面的法线方向为拉伸的方向。 Spin 就是旋转, drag 类似, 和 也有 spin geom.和 spin elem 两个选项, 不过我们在 spin geom. 里面一般选择 lines 而不选择 nodes。在这个面板中要自己设定旋转轴和基准点 ,也就是要 围绕哪条线旋转。 一个点和一个向量来定义一条直线。 同样这里的向量的选择和其他面板里 面的向量选择是相同的。当然你要选择一个角度,以逆时针位正,顺时针为负,不过有预览 的, 如果觉得旋转的方向不对, 可以 reject 然后再选择相反的方向。 不过在 2D 面板中的 spin 在旋转 elem 的时候也可以生成 3D 网格。也就是这个 spin 和 3D 面板上的功能完全一样。 在选择旋转 elem 的时候要给定在旋转方向上的单元数,就在 angle 的下面,就是在圆面上 要生成的单元数。

在选中图中的线之后。

这些节点可以手动调整的。 如果选择旋转单元的话

以上就是以 y 轴为旋转向量以图中的紫色的节点为基点旋转而成的。 Line drag 这个面板的功能和 drag 的功能类似,只是灵活了好多,你可以随心所欲的拉伸, 可以选择一条直线也可以选择曲线,其实这个面板类似 cad 软件中的扫掠功能。它同样可以 拉伸 geom 和 elem,当拉伸 geom 的时候一般情况下不要选在 nodes,这个和以上的面板是 一样的,不过这里和 drag 不同的是,它主要用 use default vector 这个面板,就是系统默认的 方向。 Offset 虽然这个很少用到这个面板,但是它的功能是强大的。

在坐边红线的地方有四个选项,这四个选项是说明形成的单元的类型的。Solid layer 是三围 单元,shell 是壳单元。 Number of layers 是单元的层数, Initial offset 指的是 offset 的启示点。如果你填的不是零的话,就会在距离原单元一定的距 离生成单元。 thickness is uniform: the total thickness = specified value ---thickness = element T: the thickness at each node = the number of layer times(乘) the average length of the element edges adjacent the node. ---thickness from element size : the total thickness from your element`s comps (if not only , it will be average)(摘自仿真论坛) 下图就是选择 solid layers 时,Number of layers=5,Initial offset=1,total thickness=1 的时 候由红线所在的单元形成的 solid 单元 elements to current comp 就是说新生成的单元的位置为当前 comp,当前 comp 在图形曲 的下面,并且紧挨着图形区 elements to original comp 就是新生成的单元的位置为生成 solid 单元的 shell 单元所作的 comp

下图就是选择 shell layers 时,Number of layers=5,Initial offset=1,total thickness=1 的时 候由红线所在的单元形成的 shell 单元

Shell offset 相当于 translate 的功能就是可以平移 shell 单元。上面有两个选项 distance 和 distance = 1/2 of element T。distance 当然是移动的距离了,而 distance = 1/2 of element T 就是 移动单元所在的 comp 的材料的厚度的 1/2。

thicken shells 就是加厚单元 shells are on an outer surface or shells are on the midsurface.就是要加厚的单元的位置是 在外层面上还是在中面上。下图就是用红色的单元 thick 形成的用的是 lements to current comp(当前 comp 是蓝色的)

Plane 面板就是形成一个平面 在图中所选的曲面的四条线用 plane 形成的网格。从下面两个图的对比可以看出这个面板的 功能。我用的 calculate plane. 结果如下。

下面的图是在其他条件不变的情况先,改变 calculate plane.,改成 force to plane 以图中红线 圈起来的紫色的点为基点。 可看出区别。 可见使用 force to plane 可以在你想的任何地方形成

网格

上面的图还是选的原来的四条线,只不过基点变了。 (上图中红线圈起来的紫色的点)也是 使用 force to plane。

quality index 是检查 2D 单元的质量的。它综合的考察单元的质量,儿在 tools/check elems 里 面是单独 考察某一项。在这个面板里面的 optimize 特别推荐。它可以优化单元的质量。

左边红线里面的面板 criteria/results, page1/page2/page3。 在右面红线里面。 View/edit/optimize。 在选择 optimize 的时候,在右面红线里面有几个选项要注意

Node optimize/element optimize,选择 element optimize 的时候,用鼠标左键点击不合格的单 元(一般都是黄色或者红色的)可以改善单元的质量。如果想删掉不合格的单元,只要选择 save failed 然后选择 F2(delete)选择 elems,点击 elems,选择 retieve,在 delete 就可以了。 Edit element 就是编辑 element 的地方。在这里你可以创建各种单元,三角形,四边形,六面 体,金字塔形等等。你还可以 combine 单元,可以合并成 quads 或者 trias,当然是针对 2D 单元所说的。 ,也可以拆分单元。

上图就是自己创建的一个 pyramid 型的单元。 下图是利用 combine 下的 combine to quad 形成的四个单元

Split 可以拆分 2D 单元,选择这个面板之后,在选择你要 split 的单元,点击 split 然后在你 选的单元上画条线,点击 split element 就可以了。用图中的白线拆分单元

效果如下。我将拆分后的单元移到别的 comp 中效果。可以清楚的看清拆分效果。

Splilt 这个面板不但可以拆分 2D 单元而且可以拆分六面体单元。 只不过没有 edit element 使 用灵活。但是它可以将 2D 单元拆分成规定的四边形,三角形,将 solid 单元拆分成六面体, 四面体等。同时可以拆分六面体单元,同时可以细化单元,下面举几个例子(每个面板只举 一种,其他的类型请看 help)

Solid element

hexa elements 这个面板和 sold element 的用法相似,就不多说了。 Refine elements

Refine element 可以有两种形式的细化,一种是细化成你所要的单元的边长,另外一种是用 弦差法。在图红线圈起来的地方可以变换。上图是用 target element edge length 所细化的。 Replace 也可以用来合并节点,在图中红线中有两个选项。

Equivelance 和 at mid-point 这两个选项。可以很好的合并节点。

可以比较一下。将原来的节点移动到上图白线中的位置。在红线处还有几个选项,大家可以 试一下。

Detach 可以使节点分离,可以将单元或节点分开。在接触面的地方,上下面的节点号码都 一样,选 detach from 可以使第一个物体和第二个物体的接触部份的节点号码不一样。 detach element 单元选节点的上面单元 detach from 单元选节点下面的单元 Order change 可以改变单元的阶数,就是提高计算的精度。 作为划分单元来说,order 表示单元的阶数。 一般我们用的都是一阶单元(单元内其它点 的位移由节点的位移线性插值得到),但有时候为了提高计算精度,我们采用二阶单元(即 采用二次插值) 。 Hypermesh 提供了很方便的功能实现了单元阶数的改变。这样我们可以用一阶单元来划分 网格,在检查质量后为了提高精度直接将其转化为二阶单元来计算。同样的,也可以将二阶 单元转化为一阶。(formyjoy)

3D 面板。在 3D 面板中只有 linear solid,

solid map ,solid mesh,和 tetra mesh

与 2D 面板中不同。在这里我主要介绍 linear solid solid map 这两个常用的面板。一般情 况下 solid mesh 可以画的网格,solid map 也能画,而 tetra mesh 是画四面体的。 Linear solid 这个面板要求两个面的拓扑结构相似,单元的数目相同,而且对应单元的 类型要相同,就是四边形对应四边形,三角形对应三角形。而不能三角形对应四边形。这个 面板对面的边的数目和顶点没有要求。如果有的时候操作不能成功的话,会有提示(有些节 点不连续等) ,这时要换一下 alignment 的节点,重新选择三个节点在试一次,有时候问题 就可以解决。还有要注意的是,选择的三个 alignment 节点一定要互相对应。一般在 linear 之前雅要 equivalence 一下重复节点,找一下是是否有重复单元,否则可能出错。

From(1)to(2) ,在 density 中填入层数,可以形成网格了。结果如下。

Solid map 这个面板是画六面体网格最常用的面板之一。它的功能很强大,只要两个面拓扑 结构相似, (在 6.0 以前的版本要求 3 或 4 个 vertice) ,就可以用一个面的网格来形成体网 格。它还有三个子面板。End only,along only,和 both。End only 是要求一个 soure 面一 个 end 面,在选则 2D 网格,填入层数就可以了。例如:

Soure 为已画网格的面,end 为没有网格的面。在 soure,end 这两个选项里面,不仅仅可 以选择面, 也可以选择线 (line),虽然在 hm 中有线就有面, 但是如果有的时候不方便选择面 或者选择面的一半,这个时候就可以做一条线,在将 source 和 end 的 surf 换成 line 就可以 了。End only 只要选一个源面,一个终面就可以了,他就会生成边缘时直线的体网格。

Along onlyl 就是沿着一个面或线形成网格,只要选择 source 和 along 就可以了。就可以沿 着 along 面形成网格。例如:

Along 还有一个优点就是不用在意 end 是什么样子。例如

红线所在的面与 source 不尽相同,但是也可以形成网格。

至于 both 就是将上面两个功能合并,要选则 source,end ,和 along,就不多说了。 tetra mesh 是形成四面体网格的,它要求整个模型没有空隙,而且要在表面画好三角形单 元。才可以形成四面体网格。要形成四面体网格还有要求:所以首先要保证的是没有 free edge(tools->edges) 。即整个模型是封闭的,没有空隙,其次,要求三角形网格的质量不 能太差,一定要检查一下单元的质量。如果单元的质量较差的话,也是不能形成四面体单元 的。


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