HM100初級培訓(xùn)第三天ppt課件

1、HyperWorks基礎(chǔ)培訓(xùn)（三）HyperMesh 3D網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格質(zhì)量檢查主要內(nèi)容三維單元網(wǎng)格劃分網(wǎng)格質(zhì)量檢查一、三維單元網(wǎng)格劃分體的定義及拓?fù)滹@示四面體網(wǎng)格劃分六面體和五面體網(wǎng)格劃分的一般方法使用Solid Map面板創(chuàng)建六面體網(wǎng)格1、體的定義及拓?fù)滹@示體是:定義一個三維空間的幾何實體和CAD軟件中使用的體的概念一致體的特點：一個零件可以被分成多個相連的體；相鄰體的連接關(guān)系可以保證生成的體網(wǎng)格連續(xù)；將一個零件可以被分成多個簡單的可映射的體有助于在劃分六面體網(wǎng)格時顯示觀察。2 個相連體的拓?fù)滹@示點可以作為點選擇在邊上實體面作為面選擇邊界面綠色屬于一個體分割面黃色被相鄰的體共享邊作為線選擇

2、共享邊綠色屬于一個體的兩個相鄰面Non-manifold 復(fù)用邊黃色屬于:一個分割面- OR -兩個體表面 + 1個曲面2、四面體網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)四面體網(wǎng)格劃分（standard tetra mesher）需要以三角形或四邊形單元的二維網(wǎng)格作為輸入體的四面體網(wǎng)格劃分（volume tetra mesher）對幾何體直接進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)四面體網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)四面體網(wǎng)格劃分使用3D tetramesh 面板 tetra mesh 子面板流程:在曲面上創(chuàng)建殼單元網(wǎng)格檢查殼單元的單元質(zhì)量和單元連接關(guān)系生成四面體網(wǎng)格刪除在曲面上創(chuàng)建殼單元網(wǎng)格如果需要，進(jìn)行編輯和3D網(wǎng)格重劃分標(biāo)準(zhǔn)四面體網(wǎng)格劃分對殼單元網(wǎng)格

3、的要求:只有一個封閉連續(xù)的體沒有自由邊. (否則就不是一個體了)沒有T型連接邊.沒有重復(fù)單元.單元之間沒有相互重疊避免過小的三角形內(nèi)角避免相鄰單元之間的尺寸差異過大避免同一個面兩邊的單元尺寸差別過大對殼單元網(wǎng)格中的四邊形單元:可以切割成兩個三角形后在生成四面體單元 OR 也可以保留四邊形單元，并基于四邊形單元生成金字塔單元體的四面體網(wǎng)格劃分體的四面體網(wǎng)格劃分使用tetramesh 面板 volume tetra 子面板提供了一種快速創(chuàng)建四面體網(wǎng)格的方法兩個特別選項:Use Proximity 在小特征附近放置更多單元使網(wǎng)格平滑過渡Use Curvature 根據(jù)用戶設(shè)定在曲率大的曲面上放置更多

4、的單元體的四面體網(wǎng)格劃分使用proximity 和use surface curvature 選項都不選使用 surfaceCurvature選項是用 proximity選項同時使用surfacecurvature 和Proximity選項Do-it-yourselfExercise（一）:完成Help里三維四面體網(wǎng)格劃分實例，P90-94.演示：四面體網(wǎng)格劃分示例 模型：housing.hm3、六面體和五面體網(wǎng)格劃分的一般方法劃分六面體網(wǎng)格的必要性：六面體網(wǎng)格相對四面體網(wǎng)格收斂性好，精度高?；舅枷耄簩σ延械亩S網(wǎng)格或經(jīng)過投影、比例縮小或放大處理后的二維網(wǎng)格，經(jīng)過拉伸、掃掠等方法生成三維實體

5、單元。所以二維網(wǎng)格的劃分是至關(guān)重要的，沒有高質(zhì)量的二維網(wǎng)格，就不可能得到高質(zhì)量的三維網(wǎng)格。HyperMesh所提供的基本方法drag，spin, line drag, element offset, linear solid, solid mesh, solid map. 上述功能除了solid mesh功能和solid map面板的one volume子面板功能以外，其他功能均是基于二維網(wǎng)格創(chuàng)建實體單元的。Solid paneldrag 通過拖曳選中面單元來創(chuàng)建體單元 恒定橫截面： 具有相同的尺寸、相同的曲率和相同的方向。 沿直線拖曳。Solid paneldragSolid panelsp

6、in通過旋轉(zhuǎn)一組面單元來創(chuàng)建體單元。恒定的橫截面。圓周型路徑。不能在一個沒有孔的圓柱上使用該方法。Solid panelspinSolid panelline drag通過沿一條直線或曲線拖曳面單元來創(chuàng)建體單元。恒定的橫截面。沿著指定的曲線或直線拖曳。 Solid panelline dragSolid panelelement offset偏移面單元或者殼單元?？梢允欠瞧矫鎲卧?。厚度恒定或者接近恒定。 Solid panelelement offsetSolid panellinear solid在兩組面單元之間創(chuàng)建體單元。兩個面單元必須一致： 單元個數(shù)、單元類型、單元結(jié)構(gòu)、單元圖案 沿直線

7、路徑?？梢允遣煌某叽缁蚯省olid panellinear solidSolid panelsolid map需要初始的二維網(wǎng)格作模式。用幾何（節(jié)點、線或者表面）定義一個體積。 橫截面： 不必恒定；在不同面上可以有不同的彎曲；應(yīng)大體為三角形或矩形。幾乎能劃分任何基礎(chǔ)形狀的體。當(dāng)模型上有個孔時，應(yīng)避免使用。Solid panelsolid mapDo-it-yourselfExercise（二）:完成Help里創(chuàng)建六面體、五面體網(wǎng)格實例，P95-102.演示：創(chuàng)建六面體、五面體網(wǎng)格示例 模型：arm_bracket.hm4、使用Solid Map面板創(chuàng)建六面體網(wǎng)格Solid Map從一個小

8、體積開始網(wǎng)格劃分，再從已經(jīng)劃分網(wǎng)格體積開始，對與其相臨的體積進(jìn)行網(wǎng)格劃分，保證網(wǎng)格的連續(xù)性；Solid Map優(yōu)點：易于操作要劃分網(wǎng)格的體積很容易定義；節(jié)省時間選擇簡單，選實體幾何而不必選擇多條線或面。Solid Map面板Source FaceAlong FacesDestination FaceDrag DirectionSolid Map One Volume: 流程使用 solid map: one volume 的基本流程：在每一個體上用solid map創(chuàng)建六面體網(wǎng)格將體分割成可映射的體創(chuàng)建體Do-it-yourselfExercise（三）:完成Help里使用solid map技

9、術(shù)創(chuàng)建六面體網(wǎng)格實例，P93-105.演示：使用solid map技術(shù)創(chuàng)建六面體網(wǎng)格 示例 模型：solid_map.hm二、網(wǎng)格質(zhì)量檢查網(wǎng)格質(zhì)量的檢查與編輯質(zhì)量指標(biāo)（QI）對單元質(zhì)量的評價與優(yōu)化1、網(wǎng)格質(zhì)量的檢查與編輯網(wǎng)格質(zhì)量檢查內(nèi)容：網(wǎng)格連續(xù)性檢查單元法向檢查與調(diào)整利用check elems面板檢查重復(fù)單元利用check elems面板檢查單元質(zhì)量網(wǎng)格連續(xù)性檢查Edges面板可以找到自由邊（不連續(xù)的邊）、“T”形連接邊或者不連續(xù)的連接，同時可以顯示并合并重復(fù)的節(jié)點。faces面板可以找到實體單元中的自由面（不連續(xù)的面），同時可以顯示并合并重復(fù)的節(jié)點。單元法向的檢查與調(diào)整在某些有限元分析中，

10、要求單元法向必須一致；Normals面板可以顯示面或單元法線，可以調(diào)整單元法線方向并且可以將單元或面的法線反向。利用check elems面板檢查重復(fù)單元Duplicates檢查項可以檢查1D、2D及3D單元中是否存在重復(fù)單元；Duplicates檢查應(yīng)在檢查完單元連續(xù)性，并在合并單元后進(jìn)行。利用check elems面板檢查1D單元質(zhì)量1D單元質(zhì)量檢查包含：free 1-ds檢查一維單元是否含有自由端；figid loops檢查一組一維剛性單元是否形成環(huán)；dependency檢查焊接和剛性單元是否含有雙重依賴；length檢查單元的最大、最小長度。利用check elems面板檢查2D單元質(zhì)

11、量CTRIA3 Element Check1、Element length2、Interior Angle3、Aspect Ratio：maximum side length / minimum side length4、skew angle（扭曲角）:90-min(a1,a2,a3)a1a3 a2利用check elems面板檢查2D單元質(zhì)量CQUAD4 Element Check 1 Interior Angle 2 Aspect Ratio 3 Skew Angle（扭曲角） 4 Warp Angle（翹曲度） 5 Chordal Deviation（弦差） 6 Jacobian（雅可比

12、）CQUAD4 Aspect Ratio即最大邊長于最小邊長之比。AR =L max/LminL minL maxCQUAD4 Skew（扭曲角）即對應(yīng)邊中點連線的夾角中最小角的余角。SA = 90 - MIN(d1, d2)dCQUAD4 Warp Angle依次沿對角線將四邊形分為兩個三角形，尋找這兩個三角形所在面構(gòu)成夾角的最大夾角，該角即為Warp Angle 。WARPAGE = Maxa1,a2 12CQUAD4 Chordal Deviation（弦差）即單元各邊中點與該點在對應(yīng)面上的投影點的距離值。 Jacobian Ratio 單元內(nèi)各個積分點Jacobian 矩陣值中的最小值

13、與最大值之比。the smallest Jacobian matrixJacobian Ratio= the largest Jacobian matrix 利用check elems面板檢查3D單元質(zhì)量 CTETRA Element Check1、Element Length2、Tetra Aspect Ratio3、Volumetric Skew4、Tetra Collapse（用于四面體形狀的檢查）CTETRA Aspect Ratio即單元內(nèi)最長邊長與最短的高度值之比。Tetra AR=the length of the longest edge / the length of the

14、 shortest altitudeiL maxH minCTETRA Volumetric Skew對于任意單元，HyperMesh 假設(shè)定義了一個過4個頂點的球體，再依照球體的半徑，算出一個理想的四面體的體積，該體積為V ideal= 8r3/93 。參照理想四面體的體積，按下列公式，計算得到Volumetric Skew值。volumetric skew =(V ideal V actual)/V idealV ideal= 8r3/93 Ideal Actual CTETRA Collapse （用于四面體形狀的檢查） 對于每一個單元，計算各個頂點到對應(yīng)面的距離值與對應(yīng)面面積的平方根之比，取其中的最小值并除以為1.24 ，即為tet collapse值。tet collapse = MIN ( hi / sqrt(Ai) )/1.24i = 1,2,3,4hiAiDo-it-yourselfExercise（四）:完成Help里二維單元網(wǎng)格質(zhì)量檢查實例，P107-117.演示：二維單元網(wǎng)格質(zhì)量