HyperMesh&HyperView應(yīng)用技巧與高級實例

前言

CAE仿真技術(shù)正引領(lǐng)著廣大制造業(yè)企業(yè)的創(chuàng)新設(shè)計，提升產(chǎn)品的核心競爭力。作為全球領(lǐng)先的CAE技術(shù)供應(yīng)商Altair通過其旗艦產(chǎn)品HyperWorks企業(yè)級仿真平臺幫助制造業(yè)企業(yè)加速產(chǎn)品創(chuàng)新，同時降低生產(chǎn)成本。HyperWorks是一個杰出的企業(yè)級CAE仿真平臺解決方案，它整合了一系列一流的工具，包括CAE建模、力學(xué)分析、優(yōu)化設(shè)計、可視化技術(shù)、流程自動化、HPC資源管理及作業(yè)調(diào)度和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。作為CAE平臺技術(shù)，HyperWorks始終遵循開放系統(tǒng)理念的承諾，經(jīng)過一年多的精心研發(fā)，HyperWorks 11.0已于2011年6月傲視登場，為制造業(yè)企業(yè)帶來超值的CAE技術(shù)體驗。2011年正值A(chǔ)ltair進入中國10周年，在過去的10年里，Altair憑借不斷完善和豐富的解決方案和專業(yè)的工程服務(wù)在中國實現(xiàn)了可持續(xù)的快速發(fā)展。Altair公司愿為中國制造業(yè)提升產(chǎn)品創(chuàng)新能力貢獻力量，這也是我們一如既往地追求“以用戶的成功衡量我們的業(yè)績”的服務(wù)理念。隨著Altair中國業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，HyperWorks用戶群也涵蓋了汽車、航空航天、電子消費品、船舶、軌道交通、重型機械、軍工、科研院所及高校等。本書以最新版HyperWorks 11.0版本為平臺，介紹了HyperMesh、HyperView、HyperGraph這三個模塊的使用技巧。全書分上下兩篇，共十四章。上篇主要介紹HyperMesh有限元前處理軟件，包括十二章。第一章總體介紹有限元前處理軟件；第二章介紹HyperMesh的基礎(chǔ)知識；第三章介紹HyperMesh中的幾何清理方法；第四章介紹二維板殼單元的網(wǎng)格劃分，包括批處理網(wǎng)格劃分工具；第五章介紹三維實體單元網(wǎng)格劃分，包括四面體、六面體和混合網(wǎng)格，CFD網(wǎng)格劃分也在這一章做了介紹，并且還介紹了一個基于幾何特征的參數(shù)化實體網(wǎng)格建模工具Simlab；第六章介紹一維梁桿單元的創(chuàng)建方法，并且介紹了HyperMesh中快速創(chuàng)建、修改梁桿單元的方法connector；第七章以三個實例介紹了用HyperMesh進行全機建模和建立細節(jié)模型的方法；第八章以實例介紹了HyperMesh和RADIOSS，OptiStruct及Nastran的接口；第九章、第十章和第十一章分別以實例介紹了HyperMesh和LS-DYNA、ABAQUS，ANSYS的接口；第十二章介紹了如何使用TCL語言進行HyperMesh二次開發(fā)。下篇主要介紹HyperView、HyperGraph有限元后處理軟件，包括兩章。第十三章通過實例介紹用HyperVIew查看結(jié)果云圖、變形圖、結(jié)果數(shù)據(jù)、創(chuàng)建截面、創(chuàng)建測量點和后處理報告模板等，用HyperGraph建立數(shù)據(jù)曲線、曲線的數(shù)據(jù)處理和三維曲線曲面的創(chuàng)建、處理；第十四章介紹了如何使用TCL語言進行HyperView、HyperGraph的二次開發(fā)。本書由王鈺棟、金磊、洪清泉編寫。在編寫過程中，得到了Altair中國公司工程師章勝冬、周益俊的大力幫助，還得到了Altair中國公司實習(xí)生王晨、李修峰、魏凱、吳桐的幫助，在此深表感謝。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了HyperMesh、HyperView、HyperGraph等有限元前后處理軟件的應(yīng)用技巧。全書分為兩部門。前一部分主要介紹HyperMesh有限元前處理軟件，包括HyperMesh的基礎(chǔ)知識、幾何清理、1D單元創(chuàng)建、2D網(wǎng)格劃分、實體網(wǎng)格劃分、航空應(yīng)用和主流求解器接口介紹，如Radioss，OptiStrtuct，Nastran，LS-DYNA，ABAQUS和ANSYS等，還包括關(guān)于HyperMesh的用戶二次開發(fā)功能。后一部分主要介紹HyperView、HyperGraph等有限元后處理軟件，包括用HyperVIew查看結(jié)果云圖、變形圖、結(jié)果數(shù)據(jù)、創(chuàng)建截面、創(chuàng)建測量點和后處理報告模板等，用HyperGraph建立數(shù)據(jù)曲線、曲線的數(shù)據(jù)處理和三維曲線曲面的創(chuàng)建、處理等。
本書是Altair中國公司認可的HyperWorks軟件培訓(xùn)用書，適合機械、汽車、航空、航天、重型裝備、國防、消費品、力學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的自學(xué)或參考，也可作為理工院校相關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)或者教學(xué)用書。

書籍目錄

第一章 有限元前處理概述7
1.1有限元分析流程7
1.2ALTAIR公司簡介8
1.3HYPERMESH簡介9
1.4HYPERMESH優(yōu)勢12
第二章 HYPERMESH基礎(chǔ)知識13
2.1HYPERMESH入門13
2.1.1概述13
2.1.2打開HyperMesh14
2.1.3默認目錄14
2.1.4HyperMesh 幫助15
2.2HYPERMESH 用戶界面15
2.2.1HyperMesh 顏色選項對話框15
2.2.2HyperMesh 菜單欄19
2.2.3HyperMesh 工具欄21
2.2.4HyperMesh 標簽頁33
2.2.5HyperMesh 計算器34
2.3文件的打開和保存34
2.4面板菜單的使用38
2.5模型的組織管理42
2.6顯示控制49
第三章 幾何清理57
3.1ALTAIR HYPERWORKS幾何術(shù)語一覽57
3.2CAD 接口59
3.2.1CAD模型讀入59
3.2.2節(jié)點和曲線59
3.3曲面及體的拓撲關(guān)系60
3.4HYPERMESH幾何創(chuàng)建及編輯功能61
3.4.1幾何創(chuàng)建 Creating Geometry62
3.4.2幾何編輯（Editing Geometry）66
3.4.3幾何查詢（Querying Geometry）69
3.5中面抽取71
3.5.1midsurface 面板71
3.6幾何清理及實例75
3.6.1CAD清理容差(CAD Cleanup Tolerance)75
3.6.2幾何清理容差(Geometry Cleanup Tolerance)76
3.6.3幾何特征角(Geometry Feature Angle)76
3.6.4模型導(dǎo)入、幾何清理76
3.6.5創(chuàng)建、編輯實體81
第四章 2D網(wǎng)格劃分90
4.1AUTOMESH網(wǎng)格劃分90
4.1.1Automeshing 二級面板91
4.1.2實例：二維網(wǎng)格劃分93
4.22D單元質(zhì)量檢查102
4.2.1單元質(zhì)量102
4.2.2單元質(zhì)量計算: HyperMesh103
4.2.3quality index panel面板108
4.2.4check elems面板110
4.3BATCHMESH110
4.3.1關(guān)于BatchMesher110
4.3.2BatchMesher技術(shù)特點綜述111
4.3.3BatchMesher文件體系111
4.3.4啟動BatchMesher112
4.3.5BatchMesher工作流程112
4.3.6Configuration Tab網(wǎng)格類型設(shè)置面板114
4.3.7Batch Mesh Tab作業(yè)遞交面板116
4.3.8Run Status Tab作業(yè)監(jiān)控面板117
4.3.9User Procedures Tab用戶自定義流程面板119
4.3.10BatchMesher Customization 軟件客制化120
4.3.11User-registered Procedures用戶注冊流程121
4.3.12BatchMesher Parameter和Criteria文件編輯器122
4.3.13hw_batchmesh127
4.3.14BatchMesher錯誤代碼128
4.3.15Batch Mesher格網(wǎng)計算（Grid Computing）128
4.4BATCH MESHING實例130
4.4.1Batch Mesher啟動控制130
4.4.2Batch Mesh實例130
第五章 實體網(wǎng)格劃分136
5.1實體創(chuàng)建編輯劃分136
5.1.1實例：創(chuàng)建、編輯實體并劃分三維網(wǎng)格136
5.1.2實例：通過曲面創(chuàng)建三維網(wǎng)格147
5.2復(fù)雜六面體網(wǎng)格劃分實例156
5.2.1實例1：接頭六面體網(wǎng)格劃分156
5.2.2實例2：斜齒輪軸六面體網(wǎng)格劃分164
5.3四面體網(wǎng)格劃分：TETRAMESH PROCESS MANAGER176
5.3.1幾何模型導(dǎo)入面板177
5.3.2幾何清理面板178
5.3.3小孔特征辨識及幾何清理面板179
5.3.4小孔特征二維網(wǎng)格劃分面板181
5.3.5用戶自定義特征面板182
5.3.6圓倒角辨識及幾何清理面板183
5.3.7用戶自定義特征網(wǎng)格劃分面板183
5.3.8非特征化曲面辨識和幾何清理面板184
5.3.9全局非特征化曲面網(wǎng)格劃分面板185
5.3.10單元清理面板185
5.4四面體網(wǎng)格劃分實例187
5.5CFD網(wǎng)格劃分195
5.5.1CFD 用戶配置195
5.5.2一般工作流程195
5.5.3網(wǎng)格劃分196
5.5.4CFD Tetramesh面板198
5.5.5CFD網(wǎng)格劃分實例204
5.6SIMLAB網(wǎng)格劃分實例230
第六章 1D單元創(chuàng)建245
6.11D單元劃分245
6.2HYPERBEAM246
6.2.1HyperBeam用戶界面246
6.2.2HyperBeam Sections截面254
6.2.3HyperBeam計算的梁截面屬性260
6.2.4在HyperMesh界面中調(diào)用梁截面263
6.2.5梁截面信息導(dǎo)入導(dǎo)出265
6.3使用HYPERBEAM創(chuàng)建和關(guān)聯(lián)梁截面屬性268
6.3.1使用HyperBeam創(chuàng)建和關(guān)聯(lián)梁截面屬性268
6.4CONNECTOR276
6.4.1創(chuàng)建connector276
6.4.2創(chuàng)建Area Connectors290
6.4.3創(chuàng)建Bolt Connectors295
6.4.4利用connector快速替換部件298
第七章 航空應(yīng)用案例302
7.1全機模型建模302
7.2典型航空零部件建模314
7.3機身細節(jié)模型的連接331
第八章 RADIOSS，OPTISTRUCT及NASTRAN的前處理353
8.1RADIOSS BULK格式實例1：三維慣性釋放分析354
8.2RADIOSS BULK格式實例2：使用PCOMPG進行飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析359
8.3OPTISTRUCT實例1：汽車擺臂的概念設(shè)計367
8.4OPTISTRUCT實例2：脫模方向約束的擺臂拓撲優(yōu)化379
8.5RADIOSS BLOCK格式實例：汽車前碰分析385
第九章 LS-DYNA前處理395
9.1總體介紹395
9.1.1LS-DYNA Utility Menu395
9.1.2Online Help 在線幫助396
9.1.3LS-DYNA FE Output Template396
9.1.4LS-DYNA User Profile397
9.2實例：定義LS-DYNA的模型、載荷數(shù)據(jù)、控制卡片及輸出397
9.3實例：使用曲線、梁、剛體、鉸鏈408
9.4實例：模型導(dǎo)入、氣囊、輸出顯示及接觸定義423
第十章 ABAQUS前處理431
10.1在HYPERMESH環(huán)境中建立一個ABAQUS分析431
10.2定義ABAQUS 3D接觸435
10.3定義ABAQUS*STEP443
10.4ABAQUS托架支架分析前處理450
第十一章 ANSYS前處理461
11.1ANSYS 3D接觸定義實例461
11.2ANSYS混合網(wǎng)格劃分實例470
第十二章使用TCL語言進行HYPERMESH二次開發(fā)478
12.1SCRIPT基礎(chǔ)478
12.1.1TCL/Tk478
12.1.2TCL命令478
12.1.3變量478
12.1.4TCL list479
12.1.5Tcl Array482
12.1.6控制結(jié)構(gòu)484
12.1.7Tcl邏輯運算487
12.1.8花括號，引號與方括號487
12.1.9Tcl 特殊字符488
12.1.10Tcl函數(shù)489
12.1.11名稱空間495
12.1.12文件操作502
12.1.13Tcl字符串503
12.2TK505
12.3HYPERMESH二次開發(fā)綜述506
12.3.1二次開發(fā)資源507
12.3.2開發(fā)環(huán)境&工具508
12.3.3運行開發(fā)腳本509
12.4HYPERMESH二次開發(fā)基礎(chǔ)知識510
12.4.1Command文件510
12.4.2Entity類型511
12.4.3Marks511
12.4.4向量與平面512
12.4.5Data Names513
12.4.6Unility面板513
12.5創(chuàng)建腳本514
12.5.1使用Command.cmf文件514
12.5.2使用Query 函數(shù)515
12.5.3可靈活使用的腳本521
12.6運行腳本527
12.6.1創(chuàng)建宏按鈕527
第十三章 HYPERVIEW應(yīng)用實例529
13.1HYPERVIEW可視性與視圖控制530
13.2顯示結(jié)果云圖536
13.3查看變形539
13.4查詢結(jié)果信息541
13.5使用高級查詢功能542
13.6創(chuàng)建截面545
13.7創(chuàng)建測量548
13.8使用結(jié)果后處理模板551
13.9結(jié)果提取與分析報告創(chuàng)建553
13.10使用HVTRANS進行結(jié)果文件轉(zhuǎn)換558
13.11創(chuàng)建線性疊加載荷步560
13.12創(chuàng)建導(dǎo)出結(jié)果564
13.13使用視頻覆疊功能571
13.14CFD云圖和流線圖的繪制577
13.15曲線基礎(chǔ)知識582
13.15.1繪制二維曲線582
13.15.2應(yīng)用曲線數(shù)據(jù)584
13.15.3改變曲線顯示屬性587
13.15.4曲線編輯590
13.16三維數(shù)據(jù)處理595
13.16.1定義瀑布圖595
13.16.2編輯瀑布圖598
13.16.3瀑布圖數(shù)據(jù)查詢602
13.16.4創(chuàng)建曲面圖604
13.16.5編輯曲面圖606
13.16.6數(shù)據(jù)查詢609
13.16.7創(chuàng)建曲線圖613
13.16.8編輯曲線圖614
第十四章使用TCL語言進行HYPERWORKS二次開發(fā)618
14.1HYPERWORKS二次開發(fā)綜述618
14.1.1二次開發(fā)資源618
14.1.2開發(fā)環(huán)境&工具619
14.1.3運行開發(fā)腳本620
14.2HYPERWORKS 桌面環(huán)境介紹621
14.2.1HyperWork 桌面環(huán)境621
14.2.2架構(gòu)概覽621
14.2.3腳本語言622
14.2.4軟件級層622
14.2.5對象分級結(jié)構(gòu)圖623
14.3HYPERWORKS二次開發(fā)625
14.3.1基本語法625
14.3.2開始626
14.3.3基本命令627
14.4HYPERVIEW二次開發(fā)631
14.4.1HyperView窗口632
14.4.2HyperView句柄632
14.4.3模型對象634
14.4.4設(shè)置和查詢結(jié)果639
14.4.5查詢結(jié)果642
14.5HYPERGRAPH二次開發(fā)645
14.5.1HyperGraph窗口645
14.5.2HyperGraph句柄646
14.5.3從數(shù)據(jù)文件建立曲線646
14.5.4用數(shù)學(xué)表達式創(chuàng)建曲線648
14.5.5曲線標簽649
14.5.6Templex語句650

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   模型將根據(jù)options面板中的所設(shè)置的旋轉(zhuǎn)角沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)。 （2）在Standard Views工具欄中單擊XY Top Plane View按鈕。 （3）通過菜單欄選擇Preferences>Meshing Options or Geometry Options命令。 （4）在rotate angle=文本框中，輸入數(shù)值90。 （5）單擊return按鈕退出面板。 （6）單擊任意的rotate按鈕。 注意到模型以新設(shè)置的90°旋轉(zhuǎn)角進行旋轉(zhuǎn)。 （7）改變模型的視角。 （8）按（Ctrl）鍵和鼠標左鍵，或者單擊工具欄的rotate按鈕旋轉(zhuǎn)模型。 （9）按View命令。 （11）展開新建的View文件夾察看剛創(chuàng)建的視角。 （12）右擊該視角，在彈出菜單中選擇Rename命令。 （13）輸入新的名稱，如my_view （14）單擊XY Plane Top View 按鈕，以該視角顯示模型。 （15）在Model Browser中單擊my_view按鈕，顯示新創(chuàng)建的視角。 使用工具欄控制component的顯示模式。 （1）在Visualization工具欄中單擊Shaded Elements and Mesh Lines。此時殼單元以著色模式顯示。 （2）左鍵單擊Shaded Elements and Mesh Lines旁的小三角，彈出下拉菜單，將其切換為Shaded Elements and Feature Lines。 此時著色模式顯示的單元隱藏了所有的網(wǎng)格線，只顯示幾何特征線。 （3）左鍵單擊Shaded Elements and Feature Lines旁的小三角，彈出下拉菜單，將其切換為Shaded Elements。 此時特征線框也不再顯示。 （4）單擊Wireframe Elements／Skin Only按鈕，恢復(fù)至線框顯示模式。使用Visual Attributes面板控制component的顯示模式。 （1）在Visualization工具欄中，左鍵單擊Shaded Elements and Mesh Lines旁的小三角，彈出下拉菜單。 （2）單擊Shaded Elements。此時所有單元以隱藏線條的著色模式顯示。 （3）在Model Browser中單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇Columns>Show FE Style命令。此時在Model Browser出現(xiàn)了新的一欄。 （4）在FE Style欄中的component midl旁邊單擊右鍵，選擇Wireframe Elements SkinOnly。此時僅該component的顯示模式改變。 （5）嘗試其他顯示模式，具體如下。 Wireffame Elements：單元的邊以線條顯示。 Wireffame Elements Skin Only：僅殼單元的邊以線條顯示。 Shaded Elements：單元以實心多邊形顯示。 Shaded Elements with Mesh Lines：單元以實心多邊形顯示，且顯示網(wǎng)格線。 Hidden Line with Feature Lines：單元以實心多邊形顯示，且?guī)缀翁卣骶€以網(wǎng)格線顏色顯示。 Transparent：單元以透明的實心多邊形方式顯示。 使用Model Browser控制各類對象的可見性。 （1）激活標簽域的Model杯簽。 （2）在Model Browser中的任意空白處單擊右鍵，在彈出菜單中選擇Expand All命令。這一步操作將展開整個Model Browser。 （3）在Model Browser頂部單擊Display none。此時模型中的所有對象被隱藏。 （4）單擊Display all。此時模型中的所有對象被顯示。 （5）在瀏覽器列表中左鍵單擊選擇Component（5）。 （6）單擊Display none。此時Component collectors被隱藏，但其他的對象仍為顯示狀態(tài)。 如果用戶事先沒有對瀏覽器列表中的任何對象進行選擇，則Display all、Displaynone和Display reverse選項會作用于所有對象。選中某一個文件夾時（該文件夾高亮顯示），則該操作只應(yīng)用于該文件夾中的對象。選中某一對象時，則該操作僅應(yīng)用于所選中的對象。

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《HyperWorks進階教程系列:HyperMesh & HyperView應(yīng)用技巧與高級實例》編輯推薦：目前市面上唯一一套由澳汰爾官方認證的HyperWorks教程系列，作者均為澳汰爾公司的資深專家。

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