hypermesh笔记.docx

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hypermesh笔记

1如何添加重力

collector-loadcols-name（自己输入名字）-cardimage-grav-creat/edit,G中输入重力加速度（注意单位一般输入9800），N1,N2,N3,（0,-1,0）表示Y轴负方向。

在BCs中选择controlcards,然后选择acceleration,然后根据需要选择。

另外，如果要添加重力，那么材料属性里RHO一定要填写，这是表示密度。

2.划网格产生的问题

在sw中建好的模型导入到hypermesh里本来是没有自由边，可是在一个面上划完网格后就产生了自由边。

这个自由边是肯定会产生的。

因为这个时候仅仅是在一个面上划了网格，按照自由边的定义，在这个面的外围没有其他的面与之相连，所有会产生自由边。

这个自由边不能去掉，而且没办法去掉。

3.网格密度对拓扑优化结果有影响。

4.拓扑优化中常用质量分数作为约束,但是除非在优化设计要求中明确提出优化后质量减轻的百分比,否则优化前很难断定质量分数应该选取多大合适,因此可能需要指定几个不同的质量分数分别进行优化,然后再在结果中选取最优参数!

5.为模态分析设置频率分析方法的card是EIGRL:

其中ND跟设置有几阶模态有关系。

V1,V2设置频率范围。

massmatrix耦合质量矩阵

7.设置载荷类型

BCs->loadtypes->constraint->DAREA（dynamicloadscalefactor）这里是设置动态载荷。

8.频率载荷表

collectortype->loadcols->....->cardimage->TABLED1

例如：

TABLED1_NUM=2,X

（1）=0,Y

（1）=,X

（2）=1000,Y

（2）=1.这样就定义了频率范围为0~1000Hz，幅值为1的载荷

9.创建随频率变化的动态载荷

loadcols->..->cardimage->RLOAD2（frequencyresponsedynamicload,form2）

Image

是你在创建一个新的组的时候,通过CardImage赋予这个组里面的单元一些属性.具体怎么用,跟你用的模板有关对于版本,如果选ANSYS模板,创建component的时候,CardImage所指定的就是这个组的单元的单元类型.改了,不能通过CardImage定义单元类型了.）。

如果选abaqus,cardimage指定这个组里面的单元是solidsection还是shellsection还是rigidbody或者其什么的。

总之,你要对你所用的求解器的关键字比较熟,才能更好的使用HyperMesh做前处理.

11.瞬态载荷card

TLOAD1

12.模态分析关键步骤：

1.创建一个loadcollector,cardimage选择EIGRL（LANCZOS方法）。

2.创建subcase，type为normalmodes,method选中刚才创建的loadcollector。

3.在controlcards的sol选择nomalmodes，param中选择autospec,如果想生成op2文件，把post也选上

4.导出成bdf文件，启动nastran进行分析。

和profile

（即在里选择preferences，然后选择userprofiles）是不同的。

划好网格模型如何导入到ansys

将template设置成ansys:

file->load->template

将userprofile设置成optistruct.先将网格划好。

划完网格后，将userprofiles设置成ansys

创建单元材料属性：

记得要选择creat/edit,然后在cardimage里选择要设置的密度，exx,nuo等。

将component更新一下退回到geom，选择ettypes选择跟ansys对应的单元类型。

最后export

15.其实各种CAE前处理的一个共同之处就是通过拆分把一个复杂体拆成简单体。

这个思路一定要记住，不要上来就想在原结构上分网，初学者往往是这个问题。

16.圆柱相贯是比较难划分的，但是也还是有技巧的。

首先因为模型时对称的，所以一定要把最基本的部分找出来，拆分成1/4，1/2模型，这样才能更好的观察交接面的位置，以及相交情形。

这一点不仅对圆柱划分有用，对于其他的模型，只要是对称的一定要分开。

画好之后用reflect。

这样一是方便画网格，二是保证模型的准确。

画图一定要在相交处将模型分开，就是说找出几个图形共同拥有的点，线，面。

这是相当重要的。

然后在这些地方将整个模型分开。

如图所示，还有一些地方没有标出。

找出点，线是为了模型拆分，找出面是为了划网格。

因为模型是两两相交，所以一定可以找出两个图形所共有的面，找出之后才能开始画网格。

文章中有承上启下的句子或段落，模型中也有承上启下面。

只有找出这样的面，你才能画，否则你是画不出的。

共享的面都是承上启下，承前启后的，这样找出之后，才可以衔接两个圆柱的节点。

用solidmap就可实现了。

当然可能有些图的共享面并没有图示中的明显，这就要自己做了。

画网格要先画交接的部分，这样才能很容易的保证节点的连续。

此外，要画网格，就一定要找出两两共享的面。

这个面可能没有，这就要自己做出来。

因为两个形体相交，肯定会有交线，把这些交线找出来，面就做的差不多了。

很多时候需要自己添加一些线条的。

17.并不是节点越多越好，高密度的网格能带来计算精度的提高，但是采用适当的单元类型才是最重

是一个通用的前处理器，可以适应不同的求解器的需要。

可以中途更换其他模板,但是不建议这样做,因为不同求解器对于单元类型,载荷,以及材料的定义相差比较大,没法自动把所有的东西一一对应的给你转换过去.通常情况下,中途切换模板,意味着除了节点和单元保留外（载荷有时候可以转换过去）,其他的东西,譬如单元类型,接触,材料等,几乎全部都要重新定义.

19.选择nodes是有个bysets

by……是采用什么方式进行选择

set是集合

1.如果一些节点/单元需要反复选用，可以选中后放到一个set中，以后要用的时候随时可取，省得每次重复选择。

2.个人习惯，我通常把要约束的节点先放到一个set中，施加约束的时候byset

3.在创建Cerig的时候，把所有的slavenode放到一个set中备用。

8msJ4Qhk,P1mB$DG

4.以ANSYS为例，有一些特殊的操作，在hypermesh中不好处理，需要在ansys中处理。

但是，hm导出的有限元模型导入到ansys后，没有几何，如果想选择某些节点或单元进行操作，将会非常地困难，尤其是结构复杂的时候。

如果事先定义好了set，在ansys中，会自动转变为ANSYS中同名字的component，这样选择对象的操作起来就方便多了。

中设置加载方式是通过KBC关键字.

你在hypermesh里面设置KBC就可以了

在controlcard里面找

网格没问题，3D网格也没问题吗？

2D里网格没问题了，solidmap后，3D的网格不一定没问题,这要分两种情况:

a.如果就一个简单体,那肯定没问题；

b.但复杂体就不行，比方说如果你在划一个复杂的体,一般你会切成很多块,每一块都是一个体,每一个体的2D网格没问题,但他们连在一起3D网格可能就有问题,可能存在缝隙，所以在你做复杂体的时候在solidmap

pane下每划一个体的网格都要点下这个面板右边的按扭eqvilance,这样就能保证体没问题。

22.组合多个载荷（版本）

创建一个loadcollector;cardimage选LOAD;点击create/edit;

把下面的load_num_set改成你所要组合的载荷的数目；s一般默认为1,s1

（1）也填,S2为放大倍数，dload最好是同类型的载荷

23.设置初始速度的card：

invel

24.创建table的时候，txt的值要按照（x,y）的顺序，一个值接着一个值输入。

25.理论上模型的固有频率应该是无穷阶的，由于简化成有限单元组成的模型，其固有频率的数量应该等于节点自由度之和减去约束自由度之和。

一般前几阶固有频率最重要，求解的精度也比较高。

求解的阶数大到一定程度就没有意义了，因为根本算不准，也没有必要考虑。

固有频率显示的是模型自身的特性，了解它可以用来分析模型的振动响应，优化模型或激振频率，避免共振。

每一阶次的固有频率都会对应一个模态振型,理论上无穷多的固有频率就对应有无穷多的振型.如果其中某些相邻阶次的固有频率对应的振型是一样的话,那么就很可能产生自振.如果一个零件的某阶频率和接触的其它零件的某阶频率接近,振型相似,那么就很可能形成共振.这些就是模态分析所关心的结果

26.三角形单元为什么精度差,

三角形单元的形函数是简单的线性插值函数,导致三角形单元是常应变/应力单元.也就是说,每一个三角形单元内部,应力,应变处处相等,所以,三角形的计算精度是很粗糙的.

27.对于瞬态分析，必须将复数形式的阻尼阵转化为实数，因此就要通过一般简化将结构阻尼转化为对应的粘性阻尼。

结构阻尼是在物理坐标系下而模态阻尼应该是在模态坐标系下的。

在直接频率响应分析中需要输入结构阻尼系数,模态阻尼系数用于模态频响。

W3实际上是一个圆频率，瞬态响应分析的时候会将结构阻尼转化为粘性阻尼

W3对应总体结构阻尼的转换，W4对应单元结构阻尼的转换

例如：

某激励在某段时间内的频率为２５０Hz

则W3=2**250=1570

模态阻尼系数好像一般1％－5％吧

实际中需要测试得到，如果只是一般的计算，1％－5％足够了。

28.如何判断结果

材料力学等理论的东西要多考虑一下，和计算结果对比。

另外，不确定的时候可以改变单元网格密度等多算,几个模型，相互验证。

29.删除临时节点的方法

shift+f2或者先在preferences切换成hypermesh，然后在geom下面有一个tempnodes。

在那里可以删除临时节点。

30.拓扑优化参数设置）

TheMINDIMvaluemustbelargerthanthisaverageelementsize。

这个averageelementsize用f4测出nodes的小距离。

31.添加扭矩

在旋转圆柱面的两个端面创建新的node，然后用rigid把两个node连接起来。

两个node也要余端面的node用rigid连接起来。

扭矩的方向符合右手法则，旋转自由度用dof4,dof5,dof6表示。

32.选中的dof（i）表示自由度被约束，没有被选中的dof是可动的。

33.优化设计的时候，可以将可设计区域和不可设计区域放在两个不同的component里。

34.如果你要对面进行分割，利用geom—〉surfaceedit—〉trimwithnodes或trimwithlines或trimwithsurfs/plane对面进行分割；如果你的几何模型是体模型，你可以利用geom—〉solidedit—〉trimwithnodes或trimwithlines或trimwithplane/surf工具对体进行分割。

分割实体的时候注意选择节点的顺序

35.分割后划分如何保证单元的连续性？

边界上保证种子点数一样，多次划分网格后要用edge来查找freeedge，给定公差，就可以进行缝合;equivalence了合并节点，我想有三种做法：

直接用equivalence，但是仅限于节点间的距离小于最小单元尺寸的20％，否则容易引起单元的畸变；

二，用replace，挨个节点挪动（快捷键F3）；

三，两排节点差不多距离时，可以先用translate整体移动节点，然后再equivalence，相当于批处理。

36.关于faces和edges的联合使用

算是抛砖引玉吧。

在检查三维实体单元节点一致的时候，先检查edges再把三维实体单元生成表面（faces）

然后再对生成的表面进行edges的检查。

可以检查内部的节点。

不知道这个方法有没有太多的问题，欢迎大家讨论。

对有的三维单元来说，先生成face再检查其edge，一般来说就可以了，但是如果当模型中如果内部有一个闭合的空心的话，检查face的edge是检查不出错误的，这时，要检查face的法向，只有这样，才能真正的检查错误。

findface可以用来检查体网格内部是否存在缝隙。

使用findface,可以抽出一个封闭面网格，如果模型内部存在缝隙，则在封闭面网格中存在面网格。

findedge主要用来检查面网格模型是否封闭，为生成体网格作准备。

如果一个面网格模型不存在freeedge和Tconnect.就能判定这个网格是一个封闭的面网格。

freeedge只是是用来检查面网格的，对于体网格，直接从体网格的freeedge看不出来什么问题,;对于体网格，应该先findface,找到其表面的face单元，然后再查找face单元的freeedge和T-connection.另外,在edges中设置tolerance时，我先是在checkelements下点length，找到单元最小边长，然后设置的容差尽可能靠近最小单元边长的大小，这样就能保证发现所有的有问题的node。

一般的原则是：

tolerance一般设置在普通单元大小的20%到40%左右比较好，但要注意最小单元的尺寸，不要超过最小单元的尺寸）

37.在hypermesh里面怎么找重心？

在保证你的模型有材料的前提下,在POST或CHECKS下SUMMARY中LOADNASTRAN中的CTR-OF-GRAVITY|

这样只是找到重心的坐标用个F8  TYPEIN坐标值就可以了

版本

多个不同类的组合，先在preferences里先设置成hypermesh，设置完后在bc面板里创建subcase，这里创建subcase可以同时选择多个载荷。

设置完subcase后，再将preferences里再设置成optistruct。

39.关于单元选择

关于选择单元，一般来说应该这样考虑，首先你对要分析的对象工作状态要分析清楚，了解各个零件的受力形式，同时根据有限元里各个单元性质，也就是各个单元的受力情况来选择合适的单元，选择的单元要能够模拟了要分析的问题，从这方面检验，比如轴，传递扭矩，单元一定要有抗扭刚度，如果还有可能出现纵向变形，那么就得相应有拉压刚度，轴的支撑比较长的时候，往往旋转时会出现回旋运动，这时还得考虑单元有弯曲刚度等等，镗刀受力更加复杂，同时形状也不规矩，所以适合选择块单元模拟.结构承载时，由于结构的材料特性将存在变形。

倘若采用结构有限元方法进行数值模拟，那么就要准确地判断出剖分的各个单元的受力与变形的情况；另一方面，对现有的单元类型能够很好的掌握，比如，梁是一维抗弯、杆是一维抗拉、膜是二维抗拉、板是二维抗弯和壳是抗拉抗弯...，这样根据结构的承载变形选择合适的单元类型。

和rbe3的区别

要明确rbe2,rbe3的区别，具体怎么用，得具体情况，具体分析。

约定：

蜘蛛网状的联接中心的那个点叫做主节点（masternode）,.从节点叫做（slavenode）。

rbe2:

即所谓刚性联接，主节点运动到哪，从节点跟到哪，从节点的位移与主节点始终保持一致，也就是一个主节点决定多个从节点。

在计算的时候，程序只需要计算主节点的位移，其他节点的位移等于主节点的位移。

相反，各个从节点是独立运动的，主节点的位移是从节点的位移的线性组合，也就是多个从节点决定一个主节点。

在计算的时候，先算出所有从节点的位移，然后用线性组合得出主节点的位移。

rbe3通常用于把集中力/力矩分配到实际承载的区域的各个节点上，也就是slavenode.各个slavenode得到了分配的力之后，各自独立变形。

实际上就是代替了手工把总力/总力矩分配到各个节点这个过程。

rbe2除了把集中力/力矩分配到从节点外，各个从节点不能独立变形，其变形必须与主节点保持一致，相当于用刚度无穷大的杆/梁把主节点和各个从节点联接起来。

rbe2会给被连接节点之间带来附加的刚度。

可以试验一下，定义一个rbe2单元，在某一个被连接节点上加一个位移，其它被连接节点和控制节点都会产生那么大的位移。

因此在比较关心的部位应该尽量避免使用rbe2，可以考虑rbe3

不过说回来，如果是比较关心的部位，加边界条件本身就会带来应力的不准确……这个问题值得探讨

41.单元类型的选择问题－－给新手初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。

单元类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。

在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。

1.该选杆单元（Link）还是梁单元（Beam）？

这个比较容易理解。

杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。

梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。

如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。

  对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：

1）beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。

2）beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。

3）beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。

2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？

对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。

而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell单元计算准确。

 实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。

shell63是四节点的shell单元（可以退化为三角形shell93是带中间节点的四边形shell单元（可以退化为三角形）,shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。

对于一般的问题，选用shell63就足够了。

  除了shell63,shell93之外，还有很多其他的shell单元，譬如shell91,shell131，shell163等等，这些单元有的是用于多层铺层材料的，有的是用于结构显示动力学分析的，一般新手很少涉及到。

通常情况下，shell63单元就够用了。

3.实体单元的选择。

  实体单元类型也比较多，实体单元也是实际工程中使用最多的单元类型。

常用的实体单元类型有solid45,solid92,solid185,solid187这几种。

其中把solid45,solid185可以归为第一类，他们都是六面体单元，都可以退化为四面体和棱柱体，单元的主要功能基本相同,（SOLID185还可以用于不可压缩超弹性材料）。

Solid92,solid187可以归为第二类，他们都是带中间节点的四面体单元，单元的主要功能基本相同。

实际选用单元类型的时候，到底是选择第一类还是选择第二类呢？

也就是到底是选用六面体还是带中间节点的四面体呢？

  如果所分析的结构比较简单，可以很方便的全部划分为六面体单元，或者绝大部分是六面体，只含有少量四面体和棱柱体，此时，应该选用第一类单元，也就是选用六面体单元；如果所分析的结构比较复杂，难以划分出六面体，应该选用第二类单元，也就是带中间节点的四面体单元。

  新手最容易犯的一个错误就是选用了第一类单元类型（六面体单元），但是，在划分网格的时候，由于结构比较复杂，六面体划分不出来，单元全部被划分成了四面体，也就是退化的六面体单元，这种情况，计算出来的结果的精度是非常糟糕的，有时候即使你把单元划分的很细，计算精度也很差，这种情况是绝对要避免的。

y六面体单元和带中间节点的四面体单元的计算精度都是很高的，他们的区别在于：

一个六面体单元只有个节点，计算规模小，但是复杂的结构很难划分出好的六面体单元，带中间节点的四面体单元恰好相反，不管结构多么复杂，总能轻易地划分出四面体，但是，由于每个单元有10个节点，总节点数比较多，计算量会增大很多。

  前面把常用的实体单元类型归为2类了，对于同一类型中的单元，应该选哪一种呢？

通常情况下，同一个类型中，各种不同的单元，计算精度几乎没有什么明显的差别。

选取的基本原则是优先选用编号高的单元。

比如第一类中，应该优先选用solid185。

第二类里面应该优先选用solid187。

ANSYS的单元类型是在不断发展和改进的，同样功能的单元，编号大的往往意味着在某些方面有优化或者增强。

  对于实体单元，总结起来就一句话：

复杂的结构用带中间节点的四面体，优选solid187，简单的结构用六面体单元，优选solid185。

不好意思，我写错了，solid95是凭记忆写的，不应该包括solid95,solid95是带中间节点的六面体，可以退化为带中间节点的四面体。

不应该把它和solid92,solid187放一个类

今天上班的时候恰好用到了solid92,顺便看了看solid95,才发现自己记错了，多谢showxinwj版主的指正。

39.单元质量检查

2d单元划分完毕，在Tool-checkelems-connectivity中发现有这样的提示：

”574elementswereT9Afoundwithquestionableconnectivity“,这时有些单元高亮，怎么解决这个问题

connectivity表示有重合单元存在，把重合单元删了就可以了。

具体操作如下：

在Tool-checkelems先点击duplicates,接着点击savefailed;

然后，按F2在elems下选retrieve,最后点击deleteentityqustion:

删除这些重复单元后还有“11elementswerefoundwithquestionableconnectivity”，也就是说大幅度减少了questionableconnectivity的单元，但还有11个，下一步怎么做....?

再重复上面的步骤做一次，应当可以解决了

40.模态分析是否要加约束视实际情况定，但载荷是不需要加的。

可以不加约束的自由体做模态分析，这时前6阶固有频率都为0，表示刚体位移。

另外在不同的约束条件下的结果是不同的，如悬臂梁和剪支梁

一般情况下模态分析应该尽量模拟实际情况，有约束必须要加，否则分析的意义不是很大，因为自由模态和

约束模态的结果会有较大差异。

有些问题是需要求解在某种载荷作用下结构的频率的，这就是有外激震力情况下的模态分析，无载荷情况下的模态分析结果是结构的自振频率，这两种频率是不同的性质。

里可以算出重心坐标，惯性矩等信息。

42.建立新的局部坐标系：

以HM，创建笛卡尔坐标系为例：

首先创建system的collector:

systemcollectors然后Analysis--->System

选择节点以确定坐标系原点所在的位置，可以选择多个节点（n1,n2,n3,n4......）以同时创建多个相同的坐标系.随便选一个节点N1，作为坐标系的原点。

HM自动跳焦到X-AXIS按钮。

再选择一个节点