025. 【筆記】Hypermesh舊界面過渡新界面重要筆記精簡(jiǎn)(5000字)
不同的求解器往往需要不同的文件格式,比如ALTAIR公司的OptiStruct/Radioss求解器需要的是一個(gè)后綴是.fem/.rad的一個(gè)文件、再比如說第三方的ABAQUS/Dyna需要的可能是后綴為.inp/k的文件。HM做完這部分的前處理工作之后,可以根據(jù)用戶的需求導(dǎo)出不同后綴的格式。
有了這個(gè)格式的文件之后就可以提交給求解器去做求解,求解器會(huì)run出一個(gè)結(jié)果來,我們?cè)儆煤筇幚砉ぞ摺LTIAR公司通用的后處理工具有HyperView(看一些動(dòng)畫)結(jié)合HyperGraph(看一些曲線),做這種后處理的可視化工作,然后可以截一些動(dòng)畫或圖片放到我們的報(bào)告里。
HM打開的只能是后綴是.hm的文件,其他的文件格式要想放到HM里邊來用的就是這里導(dǎo)入的功能。
用菜單欄里的“打開”的話一次只能打開一個(gè)模型文件(hm);若窗口里已經(jīng)有一個(gè)hm文件,此時(shí)再打開一個(gè)hm文件會(huì)把原來窗口的文件覆蓋掉,從內(nèi)存移除然后新的文件進(jìn)來。若窗口里已經(jīng)有一個(gè)hm文件,此時(shí)使用導(dǎo)入再打開一個(gè)hm文件時(shí)(選擇文件后點(diǎn)擊瀏覽器下的Import),則導(dǎo)入的模型會(huì)和之前窗口里的模型共存(兩個(gè)模型文件在同一個(gè)窗口顯示)。
實(shí)際工作過程中操作的模型可能會(huì)非常大,一個(gè)工程師不可能做得完,會(huì)分工給多個(gè)工程師同時(shí)來做。每個(gè)人做一塊,做完之后就可以通過一個(gè)一個(gè)文件的導(dǎo)入把幾個(gè)模型合并到一起,拼成一個(gè)模型。
導(dǎo)入一個(gè)文件模型后看它的Model模型瀏覽樹,里邊有一個(gè)類型叫Components(最重要的一個(gè)Collectors),有限元的網(wǎng)格和幾何都存放在里邊。
注意,比如想導(dǎo)入Abaqus求解器文件,那么首先在一開始選擇配置模板時(shí)就應(yīng)該先選擇Abaqus,然后再去導(dǎo)入(注意先后次序)。
Import Bom,如下圖,這個(gè)是導(dǎo)入一個(gè)Bom表。什么是Bom表:我們用一些CAD建模軟件去建模的時(shí)候,很多零部件創(chuàng)建好了之后往往會(huì)進(jìn)行裝配,裝配完了后會(huì)有個(gè)目錄樹,目錄樹里邊的層級(jí)就體現(xiàn)出了這個(gè)模型結(jié)構(gòu)的裝配關(guān)系;導(dǎo)入Bom導(dǎo)入的就是這個(gè)目錄樹,而不會(huì)把具體的模型導(dǎo)進(jìn)來,就把它的目錄樹(裝配關(guān)系、層級(jí)關(guān)系)導(dǎo)入進(jìn)來。
需要導(dǎo)入的文件格式,比如ProE的.ism文件、Catia的.Product文件(不是.Part文件,.CATIAPart是零件.CATIAProduct是裝配件),它是從裝配信息里邊去讀Bom表的所以得選擇包含裝配信息的文件把它給讀進(jìn)來。
關(guān)于第五個(gè)導(dǎo)入小圖標(biāo)—Import Connectors,如下圖,這個(gè)是導(dǎo)入焊點(diǎn)文件。
如果用戶有焊點(diǎn)文件,焊點(diǎn)文件就是說,尤其是汽車的主機(jī)廠,比如說整車上有好幾千個(gè)焊點(diǎn),這幾千個(gè)焊點(diǎn)位置的三維坐標(biāo)一個(gè)個(gè)去輸去建立連接的話,工作量非常大。所以會(huì)有焊點(diǎn)文件這種東西,我們的建模工程師可以幫我們導(dǎo)出焊點(diǎn)文件,后面基于焊點(diǎn)文件,我們可以快速的做出一些連接。
一定要記住,HM默認(rèn)情況下.hm文件它里邊是包含幾何、包含有限元對(duì)象;幾何就是點(diǎn)線面體,有限元對(duì)象就是網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)、材料、載荷、邊界條件等等。HM的這個(gè)hm文件里邊包含幾何、包含有限元對(duì)象,但是如果用戶在HM界面里邊做完所有操作以后,導(dǎo)出了一個(gè)Solver Deck求解文件(比如說導(dǎo)出了一個(gè)OptiStruct的fem文件、Nastran的vdf文件),那么這個(gè)Solver Deck里邊呢它只包含網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)、材料、載荷、邊界條件等等這些有限元的信息。
hm文件包含有限元和幾何信息,Solver Deck文件只包含有限元,幾何文件只包含幾何。有Import導(dǎo)入就有Export導(dǎo)出,導(dǎo)出hm(Export Model)、Export Solver Deck、Export Geometry、Export Bom、Export Connectors(焊點(diǎn)文件)。
這里需要注意一點(diǎn),Export Geometry(導(dǎo)出幾何)的文件類型基本都是通用格式(不能再導(dǎo)出像Catia.Part這樣的原格式)。
這個(gè)圖標(biāo)只做簡(jiǎn)單了解。實(shí)際上HM在很久之前可以做前處理,也可以做后處理(查看云圖、查看曲線),后來因?yàn)锳TAIR公司又專門開發(fā)了HV/HG這些專業(yè)來做后處理的軟件,但是HM做后處理的功能一直沒有移除掉,在面板區(qū)有個(gè)Post面板里的功能可以用來做一些簡(jiǎn)單的云圖、簡(jiǎn)單的曲線繪制的后處理功能。如果要用Post面板里的功能來做后處理,那么需要配和的結(jié)果文件就要在Load Results進(jìn)行導(dǎo)出,它需要的結(jié)果是一個(gè)res文件,見下圖。比如說用OptiSruct求解會(huì)發(fā)現(xiàn)求解文件的路徑底下會(huì)生成一個(gè)res文件,這個(gè)文件實(shí)際上是配合我們HM里的Post面板來做后處理的。
復(fù)合材料顯示模式主要就是顯示復(fù)合材料(如碳纖維)一層一層的鋪層、以及鋪層的方向(比如0度、45度呀)等等這些信息。
geometry面板里的“cleanup tolerance”(幾何的清理容差);cleanup tolerance在我們進(jìn)行模型導(dǎo)入時(shí)就會(huì)產(chǎn)生作用。現(xiàn)在cleanup tolerance的設(shè)置值是0.01,假設(shè)要導(dǎo)入的模型非常非常小的時(shí)候,比如其中有兩條線的距離就是0.01那有可能在導(dǎo)入的過程中就會(huì)被清理掉就會(huì)被合并在一起。
再比如說mesh面板里的“element size”(網(wǎng)格尺寸)默認(rèn)設(shè)置是0.4,見下圖所示。節(jié)點(diǎn)容差“node tolerance”設(shè)置值是0.0017,即我們這個(gè)模型里邊是不允許有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離近到0.0017之內(nèi),否則會(huì)被合并到一起。
如果說用戶模型尺寸非常非常小比如是nm級(jí)別的,此時(shí)要畫的網(wǎng)格就非常非常小比如說想畫的網(wǎng)格尺寸是1e-5,會(huì)發(fā)現(xiàn)把1e-5輸進(jìn)element size之后按回車會(huì)發(fā)現(xiàn)變成了1.7e-3,即此時(shí)系統(tǒng)不讓畫這么細(xì)的網(wǎng)格(即無法按照用戶的要求成功設(shè)置),如下圖所示:
仔細(xì)想想會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)1.7e-3即是因?yàn)榍斑匬references→mesh面板里節(jié)點(diǎn)容差“node tolerance”設(shè)置值是0.0017;實(shí)際對(duì)于HM來講畫多細(xì)的網(wǎng)格都是沒有影響的,關(guān)鍵就是在于我們?cè)O(shè)置的這個(gè)地方。
如果用戶碰到了無法畫精細(xì)網(wǎng)格的情況則首先就需要在Preferences→geometry面板里把“cleanup tolerance”調(diào)到合適模型尺度的大小(要是仍為0.01的話模型就會(huì)把距離小于0.01的線合并到一起),這里可以根據(jù)需要調(diào)到1e-7;同理Preferences→mesh里邊節(jié)點(diǎn)容差“node tolerance”設(shè)置值也要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,比如相應(yīng)調(diào)為1e-6,這里mesh面板里的目標(biāo)網(wǎng)格尺寸倒是可以隨便填下element size,比如說調(diào)為0.001。關(guān)鍵就是調(diào)節(jié)geometry→cleanup tolerance和mesh→node tolerance,如果把這兩個(gè)調(diào)小之后再回過頭來就可以去2D→automesh→element size輸入1e-5了,用戶就可以根據(jù)需求畫小尺寸的網(wǎng)格了。
Preferences→meshing里還有個(gè)非常重要的一個(gè)設(shè)置是topology revision(拓?fù)湫薷模_@個(gè)選項(xiàng)控制的是幾何和網(wǎng)格的互動(dòng)(我們進(jìn)行幾何更改時(shí)網(wǎng)格是跟著動(dòng)的),比如以后我們?cè)谶M(jìn)行幾何清理的時(shí)候動(dòng)了一個(gè)面上的一條線會(huì)發(fā)現(xiàn)它網(wǎng)格自動(dòng)就變了,這個(gè)時(shí)候要想起來有這個(gè)選項(xiàng)是控制網(wǎng)絡(luò)和幾何的關(guān)聯(lián)性的。如果不想要幾何變得時(shí)候網(wǎng)格跟著變化可以在這里進(jìn)行更改。
by attached選擇方式,無限往外擴(kuò)展只要是和當(dāng)前所選單元連到的都會(huì)被選中。
HM里有很多功能需要定義一個(gè)方向才能去操作,比如用戶想要移動(dòng)一個(gè)對(duì)象則首先得定義一個(gè)移動(dòng)方向。在HM面板里看到上圖(x-axis B)這種就是提示用戶定義一個(gè)面的。其中“x-axis”是指定義面的法向,“B”是定義面的基點(diǎn);如下圖,可以試想要定義一個(gè)平面(藍(lán)色線框)位置,只需要選擇一個(gè)法向(橘線)和一個(gè)基點(diǎn)(黑點(diǎn))就可以了。
在HM面板看到這種(N1N2N3)就是提示用戶定義方向的。
只選N1和N2的話兩點(diǎn)連線方向即是定義的方向;另一種就是N1N2N3三個(gè)點(diǎn)都選擇,定義的方向就是右手螺旋定則-三個(gè)點(diǎn)形成的法向。
Collectors的管理形式。Components里邊是放模型里的幾何和有限元的;Materials是放材料的,Properties是放屬性的(厚度信息等);Load Steps是放工況的;Load Collectors是放載荷;Beam Section是放梁截面的;Sets是一些集合(單元集、節(jié)點(diǎn)集等)。
幾何里邊的點(diǎn)我們叫Points,網(wǎng)格/有限元里的點(diǎn)統(tǒng)一叫做Nodes。這兩個(gè)概念一定要區(qū)分開來,我們都叫點(diǎn)但要知道指的是Points還是Nodes。
我們?nèi)绾螀^(qū)分模型里到底哪些面屬于surfs哪些屬于solids呢?
當(dāng)然不能像上邊的操作一樣先嘗試選選看,最直接的方式是通過調(diào)整幾何色彩顯示模式來辨別。
將模型幾何色彩顯示調(diào)整為By 2D Topo和By 3D Topo時(shí)模型顯示效果如下圖所示:分析二者顯示特點(diǎn)可以總結(jié)出結(jié)論:幾何這種對(duì)象本身對(duì)于面surfs和實(shí)體solids就不好區(qū)分。有些面是外表面其內(nèi)部是空心的,這就需要我們明了模型里的幾何對(duì)象(包含點(diǎn)線面體)到底是實(shí)體(solids)還是空心殼(surfs)。當(dāng)我們切換到2D Topo顯示時(shí)(如上左圖),凡是不是2D的對(duì)象(即實(shí)體)它會(huì)顯示成藍(lán)色;當(dāng)我們切換到3D Topo時(shí)(如上右圖),凡是不是3D的對(duì)象(也就是2D表面)會(huì)顯示成藍(lán)色。所以說我們?cè)谇袚QBy 2D Topo和By 3D Topo模式時(shí),哪些對(duì)象是以藍(lán)色顯示的則代表不是我們當(dāng)前視圖下這種。比如說在上左圖2D Topo模式下顯示的藍(lán)色對(duì)象就代表其是實(shí)體,在上右圖3D Topo模式下顯示的藍(lán)色對(duì)象就代表它不是3D實(shí)體而是2D的曲面。
那么我們是按照什么規(guī)則來區(qū)分這些Component呢?
即怎么來組織我們的模型呢?比如導(dǎo)入一個(gè)有一百多個(gè)零件的模型,是按照零件還是別的來區(qū)分Component呢?
一般來說模型導(dǎo)入進(jìn)來,不同的零件會(huì)屬于不同的Component,也有可能一個(gè)Component包含有多個(gè)零件。一般來講我們會(huì)按照模型零件、材料、厚度的不同來區(qū)分組織模型的Component。
如上提到的例子,若一個(gè)包含一百多個(gè)零件的模型導(dǎo)入進(jìn)來,我們可以根據(jù)這一百個(gè)零件去區(qū)分出來一百個(gè)Component;如果這一百個(gè)零件有五十個(gè)用的同樣的材料,我們也可以把它們歸于同樣的材料。
通常我們將模型導(dǎo)入進(jìn)來,HM會(huì)自動(dòng)分好Component。如果沒有分好,如系統(tǒng)將幾十個(gè)零件都放在了一個(gè)Component里,這個(gè)時(shí)候就需要用戶創(chuàng)建十幾個(gè)Component分別把這十幾個(gè)零件放進(jìn)去。怎么放用的就是工具欄里的Organize功能(可以操作solids/surfs/elems)。
Components列表里會(huì)有且僅有一個(gè)名稱加黑顯示的Component。
加黑顯示是表示它為當(dāng)前所處的Component即Current component,類似于一些軟件當(dāng)前圖層的含義。
可以通過右鍵點(diǎn)擊相應(yīng)的component使其切換為Current component。它的作用是如果用戶后邊新建的對(duì)象沒有額外指定的話,新建的對(duì)象會(huì)默認(rèn)進(jìn)入到Current component。除了Components容器,Load Collectors(裝力、力矩、壓強(qiáng)等載荷)也有當(dāng)前的概念,即新建的載荷也會(huì)進(jìn)入Current Load Collector。
我們?cè)谛陆ㄓ邢拊獙?duì)象或幾何對(duì)象的時(shí)候需要注意當(dāng)前的Current component、Current Load Collector是哪個(gè),我們新建的對(duì)象會(huì)跑到當(dāng)前的這些容器里。新手會(huì)遇到一個(gè)小問題,比如在創(chuàng)建2D網(wǎng)格對(duì)象時(shí)創(chuàng)建后不顯示以為是沒創(chuàng)建成功,實(shí)際上是把當(dāng)前component的網(wǎng)格顯示給關(guān)了。即我們?cè)趧?chuàng)建有限元對(duì)象時(shí)要注意檢查當(dāng)前的component有沒有正確的打開顯示。
HM會(huì)根據(jù)不同的求解器模板把用戶操作結(jié)果寫出不同的格式。
CHEXA是在當(dāng)前求解器OptiStruct模板下這個(gè)單元的標(biāo)識(shí),代表六面體。在其它求解器模板下可能叫別的。
122585是它的ID號(hào);屬性PID是4號(hào)(若是0則表示沒有屬性);G1~G8是這個(gè)六面體單元連接的六個(gè)節(jié)點(diǎn)。
fixed point是和幾何相關(guān)的(即要么和面相關(guān)要么和體相關(guān)),它是幾何上的特征點(diǎn)以實(shí)心的圓球繪制;point是用戶創(chuàng)建的空間里的獨(dú)立的點(diǎn)和任何體、面都無關(guān)系;這兩種點(diǎn)都屬于是幾何的點(diǎn)。
Temp Nodes是空間里獨(dú)立的和網(wǎng)格沒有關(guān)系,主要是用來做定位的,比如說用戶做某個(gè)操作時(shí)可能要沿著一個(gè)方向,而這個(gè)方向可能是由兩個(gè)Temp Node來定義的一個(gè)方向所指定的。所以一般Temp Nodes的作用是給用戶做一些操作時(shí)提供位置參考。
導(dǎo)入和導(dǎo)出時(shí)會(huì)有一個(gè)目標(biāo)單位制Target units的選項(xiàng),即想要使其導(dǎo)入、導(dǎo)出的時(shí)候是什么單位制,如下圖所示:
有的建模軟件建的模型實(shí)際上在導(dǎo)出的模型文件里邊是有單位信息的,但我們的HM里邊實(shí)際上沒有單位信息。
1.當(dāng)我們拿到一個(gè)模型,首先要做的是幾何的編輯和創(chuàng)建、網(wǎng)格的劃分、然后來把模型正常的組織到一起進(jìn)行連接;
2.接下來進(jìn)行的是創(chuàng)建材料、屬性以及一些控制的卡片;
3.然后創(chuàng)建邊界條件和約束,比如說我們的荷載、接觸、約束、預(yù)緊呀等等;
4.接下來就是創(chuàng)建工況,工況就是它不 同的工作狀態(tài);每一個(gè)工作狀態(tài)都要用一個(gè)工況來分析它的受力;
5.最后就可以進(jìn)行求解,之后后處理。
OptiStruct生成的是.h3D文件。
OptiStruct默認(rèn)輸入的是每個(gè)單元中心點(diǎn)的應(yīng)力(即Averaging method是None),也就是說一個(gè)單元只有一個(gè)應(yīng)力值。
我們可以選擇Averaging method→simple→Apply使應(yīng)力區(qū)域均勻顯示。
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