第二篇第3章-hypermesh中的几何

1、3.1 HyperMesh 几何术语处理几何问题必须熟悉相关术语。如前文所述，CAE 项目通常由导入 CAD 模型开始，例如 CATIA、STEP、UG、IGES、solidThinking等等。导入模型数据时常常伴随细微的偏差，有诸多偏差细节，HyperMesh 提供了广泛的几何修复工具，应用广泛。CAD 模型通常不是CAE 分析通常被分割成很多小面。需要的模型，比如，对一个设计者而言，一个简单光滑的曲面部分几何表现如下：几何没有相连存在非常细小的面面之间有间隙、或者未对齐左图CAD 导致单元形状畸变，而右图改进后网格效果较好本章由 Matthias Goelke 审阅和统稿。III Hyp

2、erMesh 中的几何几何是薄壁实体结构时，抽中面用 2D 网格划分效果更好面之间有，但没有体现几何模型细节太多其他.3.2HyperMesh 几何前一小节的所有内容明确阐述了几何。拓扑修补：策略可以根据以下所列大致的策略进行拓扑修补。虽然这只是一个笼统的策略，你可能需要根据你的模型作适当调整，但它提供了一个很好的切入点以着手进行拓扑修补。1、理解模型的尺寸和规模对于计算机屏幕上的模型，从完整尺寸的船舶到包含所有细节的电子元器件，有时很难明确模型的整体规模。所以了解模型的整体尺寸以及确定将被用于评估网格的全局网格尺寸就显得尤为重要。2、基于上一步的全局网格尺寸确定的容差。的容差。当网格尺寸确定

3、下来，就要制定的容差表明拓扑修补中将被封闭的最大间隙。这个尺寸一定不要超过全局网格尺寸的 15-20%。超过这个极限的取值将会导致网格的。3、使用拓扑显示工具来确定需要修改的地方。比如说，使用 By 2D Topo 显示 2D 几何的拓扑关系。可视化模式：By Comp（使用 component 的颜色）可视化模式：By 2D Topo可视化模式：Mixed 组合使用 component 的颜色和拓扑信息4、找出重复面并删除。为了删除重复面，从主面板选择 Geometry Defeature Duplicates。5、使用 equivalence 尽可能多地合并边。使用这个功能时，注意观察确认

4、没有曲面被破坏。6、使用 toggle 合并剩下的边。如果需要的话，使用 replace 功能。7、使用 filler surface 填补缺失的曲面。8、equivalence、toggle、和 filler surface 可以从 Quick Edit 面板找到。为了进入 Quick Edit 面板，可以从主面板选择 Geometry Quick Edit。拓扑修补：工具和面板曲面的周界定义成边。边总共有四种类型：1、边2、共享边3、被抑制的边4、重复边边是有区别于曲线的，并且在 HyperMesh 不同的操作下是区分对待的。边的连接关系组成了几何的拓扑关系。下图所示的四种边分别表达了不同

5、的几何拓扑关系（注意：模型在 HyperMesh 中使用 2D Topo 模式显示）。边边表示一条只属于一个曲面的边。边默认显示成红色。一个完毕的曲面 2D 模型，边应当只出现在零件的外周界和圆孔的一周。注意：边出现在两个相邻的曲面之间表示这两个曲面之间存在间隙。自动网格划分的功能将会在曲面间的间隙处留下网格的间隙。共享边共享边表示一条属于或被两个相邻曲面共享的边。共享边默认显示成绿色。当两个曲面之间的边是共享边时（通常这就是你想要的），这两个曲面之间就没有间隙或者它们几何上连续。网格自动划分工具总是沿着共享边放置节点，从而生成没有间隙的网格。网格自动划分工具不会生成任何网格共享边。被抑制的边

6、被抑制的边是被两个曲面共享的，但是它被网格自动划分工具忽略了。被抑制的边默认显示成蓝色。类似于共享边，被抑制的边表明两个曲面几何上连续。但不同于共享边，网格自动划分工具将会划分网格被抑制的边，就像它不存在一样。网格自动划分工具不会沿着被抑制的边放置节点，所以网格将会跨越它。通过抑制不需要的边，可以高效地把曲面合并成更大的可划分网格的区域。重复边重复边是属于三个或多个曲面的。重复边默认被显示成黄色。它们通常出现在曲面的 T 型连接，或者当两个或多个重复面存在的时候。网格自动划分工具总是沿着T 型连接的边。这它们放置节点以生成没有间隙的连续的网格。网格自动划分工具不会生成任何网格些边不能抑制。体体

7、表示曲面围成的封闭空间，可以是任何形状。体是三维的对象，可以用来自动划分四面体和六面体网格。它的颜色由它所在的 component 决定。组成体的曲面可以属于多个 component。体以及它的边界曲面仅由体所在的 component 决定。下图所示为体的拓扑关系，同时描述了组成体的三种曲面。为了激活拓扑模式的视图，请从下图中选择对应的设置。3D边界面边界面是单的外表面。边界面默认显示成绿色。边界面是独一无二的，不被其它任何体共享。单的体积完全由边界面围成。鳍面鳍面的每一侧对应的都是同一鳍面可能会在手工合并体或者使用。即它类似于一曲面创建体时产生。的鳍。鳍面默认显示成红色。完整切割面完整切割面

8、是被两个或多共享的曲面。完整切割面默认显示成黄色。完整切割面可能会在切分体或者使用操作连接多时，产生在共享或者交叉的位置。上述面板仅仅描述了HyperMesh 中几何的一小部分功能。一旦你适应了这个流程，你可以去挖掘和学习其它的功能。3.3 几何创建与编辑在 HyperMesh 中有很多种方法创建几何，包括从外部 CAD 模型导入几何，或者从草绘创建新的几何。创建特定的几何使用的方法取决于对象是否可以导入以及细节要求的水平。以下所列为在HyperMesh 中可以创建或者编辑的几何对象：节点硬点固定硬点线表面曲面体对于这些对象，来研究一下怎样创建它们。你需要知道或者记住的知识点绿色边两个曲面连在

9、一起，有限元网格是连续的（正确的），它们的节点沿着绿色边排列。红色边即曲面的边。几何的红色边告诉你曲面没有连在一起（有间隙）；有限元网格是不连续的（不正确的）。黄色边最少三个面连在一起；有限元网格是正确的。蓝色边被抑制的绿色边。曲面融合在一起。换句话说，网格划分工具看不见这个边，所以放置网格它。怎样可视化这些边的颜色？显示的控制在 Visualization里，通过切换 By 2D Topo（曲面变成灰色，边显示成对应的颜色）或者 Mixed（曲面显示成原始的颜色（注意：曲面的颜色由 M Browser 控制），边显示成对应的颜色）。使用的面板：Toggle 曲面（合并、连接）Trim 曲面（

10、分割）Suppress 合并的边Geometry Quick Edit 打开一个非常全面的面板，使得你可以执行上述命令（当然还有许多其它的操作）。节点节点是最基本的有限元实体。一个节点描述了创建的结构上的一个物理位置，并被单元用来定义位置和形状。它也可以被用来当作临时输入以创建几何对象。一个节点可能包含一个与其他几何对象相关的指针，并直接与它们关联。比如说，一个节点沿着某个曲面移动，它必须先与这个曲面关联。节点被显示成圆环或球，取决于网格显示模式。它的颜色总是黄色。创建节点使用 Geometry Create Nodes，然后选择一种创建的方法。硬点硬点是空间中零维的几何对象（内容请查看帮助文

11、档中：HyperMesh HyperMesh Entities &Solvererfa Collectors and Collected Entities），不与曲面相连。它被显示成一个小的叉，颜色由它所在的 component 决定。这种类型的硬点通常的位置。焊接和焊点创建硬点使用 Geometry Create Free Pos，然后选择一种创建的方法。固定硬点固定硬点是空间中零维的几何对象，它与某个曲面关联。它的颜色由与他关联的曲面决定。它被显示成一个圆圈。网格划分工具在各个固定硬点上放置一个节点。这些节点通常被焊点的位置。焊接和创建固定节点使用 Geometry Create Fixe

12、d Pos，然后选择一种创建的方法。线线表达空间中一个曲线，它不与任何曲面或者体关联。线是一维的几何对象。线的颜色由它所在的component 决定。一条线可以由多种线形组成。线中各个线形对应一个分割段。各个分割段的终点与下一个分割段的起点相连。连接处是两个分割段共用的硬点。必须搞清楚的一点，线与曲面的边是不同的。所以在 HyperMesh 中的操作有时会把它们区别对待。创建线使用 Geometry Create Lines，然后选择一种创建的方法。曲面曲面表达的是实际存在的对象所对应的几何。曲面是二维几何对象，可以用于自动网格划分。它的颜色由它所在的 component 决定。曲面由一个或多

13、个表面组成。各个表面都包含部分曲面和边的信息，如果需要的话，可用于剪切曲面。当一个曲面包含多个表面时，HyperMesh 把这些表面当作一个曲面对象。对这个曲面的操作影响组成这个曲面的所有表面。总而言之，HyperMesh 会自动使用适当数量和类型的表面来表达几何。创建曲面使用 Geometry Create Surfa，然后选择一种创建的方法。体体表示曲面围成的封闭空间，可以是任何形状。体是三维的对象，可以用来自动划分四面体和六面体网格。它的颜色由它所在的component 决定。体以及它的边界曲面仅由体所在的ponent 决定。组成体的曲面可以属于多个创建体使用 Geometry Crea

14、te Solids，然后选择一种创建的方法。注意：新建的几何将会被放置在当前的 component 里面。从 M当前的 component。Browser 里面确认3.4 导入几何使用 Import Geometry里面的 Import Browser 导入几何。使用 Import Browser，用户可以从主流的 CAD导入数据，比如：Unigraphics (NX2,NX3,NX4,NX5)支持导入.prt 文件提供一个UG 零件浏览器要求安装UG，本地或CATIA (V4,V5)都可以支持.m(V4)文件导入.catpart (V5)文件需要一个 Pro/Engineer (Wildfi

15、re 2.0 & 3.0)支持导入.prt 和.asm 文件证另外HyperMesh 还支持导入以下中间格式：IGES (.igs & .iges)STEP (.stp)同时，HyperMesh 也支持以下CAD的几何导入：ACIS DXF JTParasolid PDGS VDAFS高级导入选项cleanup tolerance 用于决定是否两个边是相同的以及是否两个曲面的顶点是一样的。cleanup tol 控制以下项目：是否两个曲面的边靠得足够近以至于合并成一个共享边（绿色边）是否曲面被破坏并且应该被删除如果你使用 Automatic容差选项，曲面和边的复杂性将被考虑，最终确定一个能够最

16、优化共享边（绿色边）的容差。Automatic容差默认为转换器内定值的 100 倍。如果你想指定一个不同的值，使用 Manual容差选项，必须大于默认值。只有当数据小于原始数据容差时，转换器才会修改数据。增大容差可能会引起严重。一旦这个值被设定，任何等于或小于这个值的特征将被消除。转换器不会留下任何小于容差的边；如果这些边对某个曲面很重要，则这个曲面将会被破坏，或者不能被正确剪切。小于这个容差的曲面可能不会被导入。如果你的文件中包含很多极小的边，也许最好使用一个较大的容差重启。这个做法同样适用于曲面被显示得完全不正确的情况。这个容差不能设置得大于用于网格化分的节点容差（在 Option 面板中

17、设置）。这个选项的面板在下拉菜单 Preferen Geometry Options。如果你一个Catia 文件，你可能需要忽略文件中的容差；根据的经验，文件中的容差通常很小（至少差一个数量级）。Automatic 选项会考虑曲面和边的复杂性，最终确定一个能够最优化共享边（绿色边）的容差。Manual 选项允许你指定一个容差。1、Import bled (no show) components 选项允许你控制是否将 IGES 中的空白组件以及Catia 组件中标记为“NO SHOW”的对象导入HyperMesh。2、选中 Name components by layer 选项激活它。这个选项适

18、用于Catia V4 和Catia V5。对于Catia V4，这个选项默认是开启的，并且不能被关闭。对于Catia V5，这个选项默认是关闭的，可以被开启。如果开启这个选项，Catia 文件中同一个层的对象将会被放进同一个 component。3.5和和，你需要先使用你大学的邮箱地址在 HyperWorks 客户中心想要查看以下。一旦你有了，登录客户中心就可以查看以下和。：以下可以在安装的帮助文档里找到：从下拉菜单选择 Help HyperWorks Desktop Tutorials HyperWorks Tutorials Desktop HyperMesh Geometry。Hyper

19、Works也可以从中找到。你需要登录HyperWorks 客户中心来获取这些。HM-2000:Importing and Repairing CAD HM-2010: Generatinga MidsurfaceHM-2020: Simplifying GeometryHM-2030:Refining Topology to Achieve a Quality Mesh HM-2040: Creating and Editing Line DataHM-2060: Creating and Editing Solid GeometryHM-2070: Geometry and Mesh Edi

20、ting Using the Quick Edit PanelHM-2080:Modifying Ms using solidThinkingHM-2090:Dimening：Geometry Cleanup in HyperMesh Part I Geometry Cleanup in HyperMesh Part II你需要登录HyperWorks 客户中心来获取以下。产品（10-15 分钟，不需要安装 HyperWorks）：Editing Geometry DemonstrationHyperMesh Geometry Enhancements for 10.0（不需要安装 HyperWorks）：HM 2000 - Importing and Repairing CAD M教学s演示文件你需要登录 HyperWorks 客户中心来获取这些演示文件。MidsurfaceCreatio