HyperMesh100基礎(chǔ)培訓(xùn)教程1目錄contents軟件介紹與安裝網(wǎng)格劃分與編輯材料屬性與邊界條件設(shè)置結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化連接與裝配技術(shù)結(jié)果查看與后處理案例實(shí)戰(zhàn)與經(jīng)驗(yàn)分享201軟件介紹與安裝3HyperMesh100作為一款性能卓越的有限元前處理工具，具備導(dǎo)入多種CAD數(shù)據(jù)格式的功能，同時(shí)提供全面的網(wǎng)格生成、材料特性配置以及邊界條件設(shè)定等強(qiáng)大功能。強(qiáng)大的有限元前處理工具HyperMesh100在汽車、航空航天、電子、船舶等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，可幫助工程師高效地進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等工作。廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域HyperMesh100展現(xiàn)出卓越的計(jì)算效能與穩(wěn)定性，高效應(yīng)對(duì)大型模型數(shù)據(jù)處理，確保用戶操作流暢。高效的性能表現(xiàn)HyperMesh100概述4

軟件安裝及配置安裝步驟首先，下載HyperMesh100的安裝文件，遵循指引完成安裝過(guò)程。在安裝過(guò)程中，選擇合適的安裝位置及所需組件，安裝完成后，開(kāi)啟該軟件。配置要求HyperMesh100對(duì)計(jì)算機(jī)配置有一定要求，建議使用較高配置的計(jì)算機(jī)，如多核處理器、大容量?jī)?nèi)存等，以保證軟件的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。許可證管理在啟動(dòng)HyperMesh100之前，必須完成許可證的相應(yīng)管理步驟，這涵蓋了許可證的申請(qǐng)、啟動(dòng)以及相應(yīng)的設(shè)置工作。5主界面布局HyperMesh100的主界面包括菜單欄、工具欄、模型樹、屬性窗口等部分，各部分布局合理，方便用戶進(jìn)行操作。常用功能介紹HyperMesh100擁有眾多強(qiáng)大功能，包括CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、網(wǎng)格劃分與優(yōu)化、材料屬性定制、邊界條件配置以及求解器連接等，顯著提升用戶進(jìn)行有限元分析的預(yù)處理效率?？旖萱I與操作技巧為了提升操作效能，HyperMesh100內(nèi)置了豐富快捷鍵及操作小竅門，用戶通過(guò)掌握這些技巧，能迅速精通軟件操作流程。界面布局與功能介紹602網(wǎng)格劃分與編輯7自動(dòng)網(wǎng)格劃分01運(yùn)用HyperMesh的智能網(wǎng)格劃分工具，能迅速構(gòu)建出高精度的網(wǎng)格。用戶僅需設(shè)定模型幾何形狀、網(wǎng)格尺寸和類型等關(guān)鍵信息，系統(tǒng)便自動(dòng)執(zhí)行網(wǎng)格的構(gòu)建過(guò)程。手動(dòng)網(wǎng)格劃分02在處理結(jié)構(gòu)復(fù)雜的幾何形狀或?qū)W(wǎng)格精度要求較高的區(qū)域時(shí)，手動(dòng)劃分網(wǎng)格是一種有效方法。用戶可從幾何體的邊、面或體積入手，設(shè)定網(wǎng)格的相關(guān)參數(shù)，例如單元的樣式、尺寸以及布局方向，進(jìn)而構(gòu)造出所需的網(wǎng)格模型。映射網(wǎng)格劃分03映射網(wǎng)格劃分是一種將規(guī)則網(wǎng)格映射到幾何模型表面的方法。這種方法適用于具有規(guī)則幾何形狀的表面，可以生成高質(zhì)量的表面網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分方法8網(wǎng)格質(zhì)量檢查HyperMesh配備了多種網(wǎng)格質(zhì)量監(jiān)控功能，助力用戶識(shí)別并改善低質(zhì)量網(wǎng)格。具體包括對(duì)雅可比、彎曲度、縱橫比等眾多網(wǎng)格品質(zhì)參數(shù)的檢測(cè)。網(wǎng)格修復(fù)對(duì)于質(zhì)量差的網(wǎng)格，HyperMesh提供了多種修復(fù)工具。例如，可以自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整節(jié)點(diǎn)位置、刪除或合并重復(fù)節(jié)點(diǎn)、修復(fù)破損單元等。網(wǎng)格優(yōu)化在解決網(wǎng)格質(zhì)量不佳的問(wèn)題時(shí)，除了對(duì)低質(zhì)量網(wǎng)格進(jìn)行修復(fù)，還可以借助網(wǎng)格優(yōu)化手段提升整體質(zhì)量。比如，運(yùn)用平滑工具降低網(wǎng)格的表面粗糙度，或采用重新劃分工具優(yōu)化局部區(qū)域的網(wǎng)格品質(zhì)。網(wǎng)格質(zhì)量檢查與修復(fù)9選擇與定位在編輯網(wǎng)格時(shí)，首先需要選擇需要編輯的單元或節(jié)點(diǎn)。HyperMesh提供了多種選擇工具，如框選、單選、按條件選擇等。同時(shí)，還可以使用定位工具來(lái)精確控制選擇的位置。調(diào)整與變形在選定單元或節(jié)點(diǎn)后，可運(yùn)用移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放等操作進(jìn)行細(xì)致調(diào)整。同時(shí)，利用變形工具，也能對(duì)特定區(qū)域執(zhí)行精確的變形。合并與分割在編輯過(guò)程中，可能需要將多個(gè)單元或節(jié)點(diǎn)合并成一個(gè)整體，或者將一個(gè)整體分割成多個(gè)部分。HyperMesh提供了合并和分割工具來(lái)滿足這些需求。復(fù)制與鏡像為迅速構(gòu)建類似幾何圖形或網(wǎng)格布局，復(fù)制與鏡像功能十分適用。這些功能能助力用戶高效構(gòu)建繁復(fù)的幾何模型及網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。01020304網(wǎng)格編輯技巧1003材料屬性與邊界條件設(shè)置11根據(jù)分析需要，挑選適宜的物料種類，包括線彈性、彈塑性以及超彈性等。材料類型選擇輸入材料的密度、彈性模量、泊松比等基本參數(shù)。材料參數(shù)輸入將定義好的材料屬性賦值給相應(yīng)的模型部件。材料屬性賦值材料屬性定義12針對(duì)分析要求，挑選適當(dāng)?shù)南拗品绞?，例如固定限制、移?dòng)限制、轉(zhuǎn)動(dòng)限制等。約束類型選擇約束參數(shù)設(shè)置約束施加方法設(shè)置約束的具體參數(shù)，如約束方向、約束值等。將設(shè)置好的約束施加到模型的相應(yīng)部位。030201邊界條件設(shè)置13針對(duì)分析需求，挑選恰當(dāng)?shù)暮奢d種類，包括集中荷載、分布荷載、壓應(yīng)力等。載荷類型選擇設(shè)置載荷的具體參數(shù)，如載荷大小、載荷方向等。載荷參數(shù)設(shè)置對(duì)模型相應(yīng)部位施加預(yù)先設(shè)定的載荷，可選擇直接施加，亦可通過(guò)函數(shù)來(lái)定義載荷隨時(shí)間變化的規(guī)律。載荷施加方法載荷施加方法1404結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化15線性靜態(tài)分析建模與網(wǎng)格劃分詳細(xì)講解在HyperMesh中建立有限元模型的過(guò)程，包括幾何清理、網(wǎng)格劃分、質(zhì)量檢查和修復(fù)等。有限元法基礎(chǔ)闡述有限元法的基本思想、分析步驟和常用單元類型，為后續(xù)分析提供理論支持。靜態(tài)分析基本概念介紹線性靜態(tài)分析的基本原理和假設(shè)，包括結(jié)構(gòu)剛度、載荷和邊界條件等。邊界條件與載荷施加說(shuō)明HyperMesh中如何配置邊界條件及施加負(fù)載，涵蓋約束、力量及壓強(qiáng)等內(nèi)容。結(jié)果后處理與評(píng)估說(shuō)明線性靜態(tài)分析結(jié)果的查看、分析及評(píng)估與優(yōu)化方法。16非線性問(wèn)題概述闡述非線性問(wèn)題的種類及其特性，包括材料非線性、幾何非線性和接觸非線性等。詳細(xì)講解材料非線性的基本原理和常用模型，如彈塑性模型、超彈性模型等，并介紹在HyperMesh中如何定義材料屬性。闡述幾何非線性的基本原理和常用模型，如大變形模型、小變形模型等，并介紹在HyperMesh中如何設(shè)置幾何非線性參數(shù)。闡述非線性接觸的基礎(chǔ)理論及常見(jiàn)模型，包括罰函數(shù)法、拉格朗日乘子法等，同時(shí)指導(dǎo)如何在HyperMesh軟件中配置接觸對(duì)及設(shè)定相應(yīng)參數(shù)。講解如何查看和分析非線性分析的結(jié)果，包括位移、應(yīng)力、應(yīng)變等，以及如何進(jìn)行結(jié)果評(píng)估和優(yōu)化。材料非線性分析接觸非線性分析結(jié)果后處理與評(píng)估幾何非線性分析非線性分析17尺寸優(yōu)化詳細(xì)講解尺寸優(yōu)化的基本原理和常用算法，如梯度法、遺傳算法等，并介紹在HyperMesh中如何進(jìn)行尺寸優(yōu)化設(shè)置。結(jié)構(gòu)優(yōu)化概述介紹結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本概念、原理和目標(biāo)，如最小化重量、最大化剛度等。形狀優(yōu)化介紹形狀優(yōu)化的基礎(chǔ)理論和普遍應(yīng)用算法，包括水平集法和拓?fù)鋵?dǎo)數(shù)法等，同時(shí)說(shuō)明在HyperMesh軟件中如何配置形狀優(yōu)化過(guò)程。結(jié)果后處理與評(píng)估分析結(jié)構(gòu)優(yōu)化成效，涵蓋形狀改進(jìn)與性能增強(qiáng)，并介紹結(jié)果評(píng)價(jià)及優(yōu)化措施執(zhí)行流程。拓?fù)鋬?yōu)化介紹拓?fù)鋬?yōu)化的基本原理和常用算法，如均勻化方法、變密度法等，并講解在HyperMesh中如何進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)置。結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法1805連接與裝配技術(shù)19適用于兩個(gè)或多個(gè)部件之間實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固鏈接，不考慮部件之間的相對(duì)位移。剛性連接該部件能實(shí)現(xiàn)兩部件圍繞某一軸心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，常被用來(lái)仿真門、窗戶等的開(kāi)合動(dòng)作。鉸鏈連接連接類型及創(chuàng)建方法20可讓部件在一條或多條軌跡上相互移動(dòng)，適用于模擬如抽屜、滑動(dòng)件等裝置的動(dòng)作。通過(guò)設(shè)定彈性系數(shù)和阻尼系數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)部件間柔性連接的模擬，此類連接常見(jiàn)于橡膠、彈簧等材料。連接類型及創(chuàng)建方法柔性連接滑動(dòng)連接21手動(dòng)創(chuàng)建連接用戶可以在模型樹中選擇需要連接的部件，然后在屬性管理器中設(shè)置連接參數(shù)來(lái)創(chuàng)建連接。使用連接向?qū)yperMesh的連接向?qū)Чδ芸芍p松完成不同種類連接的創(chuàng)建。導(dǎo)入連接定義對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝配部件，用戶能夠先在其他CAD軟件內(nèi)設(shè)定其連接關(guān)系，隨后將這些關(guān)系導(dǎo)入HyperMesh以供進(jìn)一步分析使用。連接類型及創(chuàng)建方法22裝配樹直觀地呈現(xiàn)了組件的層級(jí)關(guān)系，便于用戶進(jìn)行管理和修改。使用裝配樹對(duì)裝配體進(jìn)行模塊化分解，可以更高效地編排與維護(hù)模型中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。定義組件和子組件裝配體管理技巧23使用過(guò)濾器應(yīng)用過(guò)濾器功能，能迅速篩選特定類型的實(shí)體，包括節(jié)點(diǎn)、單元、連接等。利用選擇集構(gòu)建選擇集能存儲(chǔ)常用的選取結(jié)果，便于后續(xù)的作業(yè)執(zhí)行。裝配體管理技巧24使用設(shè)計(jì)變量定義設(shè)計(jì)變量能夠?qū)崿F(xiàn)裝配體的參數(shù)化建模，便于后續(xù)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。利用表達(dá)式表達(dá)式能夠構(gòu)建多樣化參數(shù)間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的參數(shù)調(diào)控。裝配體管理技巧25復(fù)雜模型簡(jiǎn)化策略刪除重復(fù)面、線和點(diǎn)去除模型中重復(fù)或冗余的幾何元素，減小模型規(guī)模。合并相鄰面將相鄰的小面合并為一個(gè)大面，減少模型中的面片數(shù)量。26在確保分析準(zhǔn)確度的同時(shí)，適度增加網(wǎng)格的粗糙度有助于減少模型的整體規(guī)模。粗化網(wǎng)格精簡(jiǎn)分析結(jié)果中影響微小的節(jié)點(diǎn)與單元，以降低模型的整體規(guī)模。刪除不必要的節(jié)點(diǎn)和單元復(fù)雜模型簡(jiǎn)化策略27VS在薄板結(jié)構(gòu)的建模中，殼單元能夠替代實(shí)體單元，從而簡(jiǎn)化模型復(fù)雜性。利用梁?jiǎn)卧M細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)針對(duì)細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件，如桿、梁等，我們可采用梁?jiǎn)卧獊?lái)模擬，以此在模型中減少節(jié)點(diǎn)與單元的數(shù)量。使用殼單元代替實(shí)體單元復(fù)雜模型簡(jiǎn)化策略2806結(jié)果查看與后處理29結(jié)果查看方法可視化工具利用HyperMesh自帶的可視化工具，可以直觀地查看模型的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等結(jié)果。多種視圖模式可供選擇，包括等值線圖、云圖和矢量圖，便于用戶從不同視角解讀數(shù)據(jù)?？梢詣?chuàng)建結(jié)果動(dòng)畫，展示模型在不同加載步下的響應(yīng)，幫助用戶更好地理解分析結(jié)果。動(dòng)畫可輸出多種格式，例如AVI、MP4，便于交流與展示。結(jié)果動(dòng)畫30010405060302數(shù)據(jù)查詢通過(guò)數(shù)據(jù)查詢功能，可以提取模型中任意節(jié)點(diǎn)的位移、應(yīng)力、應(yīng)變等結(jié)果數(shù)據(jù)。支持批量查詢，可以同時(shí)提取多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理效率。數(shù)據(jù)導(dǎo)出查詢獲得的數(shù)據(jù)可以便捷地導(dǎo)出為Excel、CSV等廣泛應(yīng)用格式，便于后續(xù)數(shù)據(jù)分析及操作。導(dǎo)出功能支持用戶自定義數(shù)據(jù)格式及排序選項(xiàng)，以便滿足多樣化的數(shù)據(jù)處理需求。數(shù)據(jù)提取技巧31報(bào)告模板HyperMesh擁有豐富的報(bào)告模板選項(xiàng)，用戶可依需挑選適配的模板來(lái)制作分析報(bào)告。報(bào)告模板支持自定義修改，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整報(bào)告內(nèi)容和格式。輸出格式多種輸出格式受報(bào)告分析支持，涵蓋PDF、Word等，便于用戶與他人的分享及審閱。輸出時(shí)可以選擇包含或排除某些結(jié)果數(shù)據(jù)，以及調(diào)整數(shù)據(jù)的顯示方式和精度等。報(bào)告生成及輸出格式選擇3207案例實(shí)戰(zhàn)與經(jīng)驗(yàn)分享33案例介紹及背景知識(shí)實(shí)際工程問(wèn)題或經(jīng)典算例汽車、航空航天、電子等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、模態(tài)等有限元法、有限差分法等案例來(lái)源涉及領(lǐng)域求解目標(biāo)建模方法34明確求解目標(biāo)，確定邊界條件和載荷問(wèn)題定義借助CAD工具構(gòu)建幾何形狀，將模型導(dǎo)入HyperMesh完成預(yù)處理工作幾何建模選擇合適的單元類型和網(wǎng)格密度，進(jìn)行網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分案例分析步驟詳解35材料屬性定義邊界條件與載荷施加求解設(shè)置結(jié)果后處理案例分析步驟詳解輸入材料的彈性模量、泊松比、密度等參數(shù)選擇合適的