hypermesh入门总结亲力亲为.docx
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hypermesh入门总结亲力亲为
Hypermesh的初学步骤:
1:
几何清理:
在导入模型后,会出现一些圆角,倒角,去除模型的通孔,螺纹孔,螺纹孔结构,对凸台进行简化处理;去除零件的筋板结构,将筋板填充为实体,从而将几何模型的外部形状规则化.
2:
模型切割:
模型切割的目的是为了划分优化区域和非优化区域(常见的非优化区域有固定丝杠螺母的结构,固定滑块的结构,导轨部分以及其他主要承受载荷和约束的部分)为以后的优化做好基础。
切割后基础要进行布尔运算。
以DL25床身为例看一下模型切割,
其实下面是凸台镶嵌到凹槽的一部分,没必要进行切割,凸台完全叶可以当成优化区域来作用。
那这个固定丝杠螺母的部分为什么没有切割呢?
3:
划分网格
这是最为重要的一步,占据整个优化拓扑工作量的80%,目前只会简单的两种划分网格的方式:
①3D-solidmap-multi-solid这是划分六面体等的主要划分方式②3D-tetramesh-volumesolid这是划分四面体的重要方式。
在划分是要充分注意到划分体的尺寸,看能不能符合自己所设定的划分网格所要的大小。
4:
网格属性定义:
定义material,property,component。
①材料material时要在cardimageoptions的下拉列表中cardimage总要选择mat1,这种选择模式是必须要在optistruct中定义才可以,如果刚开始打开hypermesh中没有选择这个,可以在菜单栏中preferences-userprofiles中重新定义。
Creatmaterial后在左边的模型树种会弹出material,选择定义的材料如steel点击右键,选择cardedit进行定义E-弹性模量,G-杨氏模量(这个不是重力,要注意),nu-泊松比,RHO-密度。
一般都定义这四个,在定义它们时,要注意要定义那个选个后弹出的空白区域的值和你所要做的值一样也要在空白处点击一下,否则视为没有定义如下图所示:
这代表定义了!
此外,这几个单位和ansys中的单位统一划分方式也是一样的,有MPa,s,t吨,mm这四个单位。
②Property性质:
一般作design和undesign,在弹出的cardimage中选择psolid,如果需要建立弹簧,则要建立一个名字为spring的property,cardimage中选择PELAS,材料选择之前建立的材料,在cardimage中将弹簧刚度K设定!
这点勿忘记!
不同的性质用不同的颜色来划分。
③component组件
需要建立设计单元和非设计单元,选择各自所对应的性质,建立完之后用tool-organize-collectors,在dest里选择刚才创建的component,用elems中的bygeoms选择所需要的优化区域放到设计单元中,非优化区域放到非设计单元中,完成实体应到组件的过程.若考虑建立弹簧,则要建立一个spring的component,在建立弹簧是将spring设为makecurrent,目的的将所有弹簧都放在同一组件中,在出错了,有利于对弹簧整体赋予property,性质的赋予都是这种过程。
④在这里其实就完成网格属性的定义,最后一步是检查划分网格是体上带有的多余的面,用tool-delete,选择elems后,单击选择里面的byconfig(即通过结构),来删除网格划分时多余的面,这点要遵循网格划分时用的网格形状。
如config中选择了quad4就代表四边形,tria就代表三角形。
做完这一步,代表网格属性的定义已经完成。
5:
弹簧的建立
以DL25床身的优化来分析,在底座的凸台和凹槽之间需要在每个节点处建立三个方向的弹簧,以用来顶替地脚螺栓的刚度。
弹簧的建立不可大意,会再优化中经常出现错误。
首先在网格划分之前建立所需要的弹簧的节点,这样网格划分完后节点就变成硬点了,也就是是再网格线的交点上了,这样才可以传力。
如何建立节点呢?
为了避免弹簧建的不倾斜,建立节点的正确与否很重要。
以DL25床身为例,方法是:
方法A:
(1)在划分网格前建立节点
1为了避免节点与图示顶点不重合,不采用Geom-nodes-node中的atpoint,单击里面的online,在后面numbernodes中输入2.即使代表了节点的个数为2.单击create即可完成节点在顶点的建立。
②将这个顶点平移到自己所需要的位置,为了避免顶点自己重复选择时产生的不一定的是一个,想上次Z轴便宜1.3e-13这种微小偏离,用复制命令完成。
操作是:
tool-transfer,进入transfer的界面,
单击左边的箭头选择nodes,然后选择刚刚建立好的节点,单击节点后变成白色,代表已经选择上了,黄色代表没有选择该节点,然后才单击nodes在弹出的如何选择点的一堆命令中选择duplicate(复制),根据右边的偏移轴和偏移距离设定好,单击translate+/-(其中正负代表移动的方向)来进行节点的偏移。
这位规范的操作流程。
要注意坐标系的选用!
为了检验建立的点是否是符合要求,需要查看坐标来进行验证,其中最为常用的就是通过:
Geom-distance中来查看坐标,先单击N1后在单击点,这与创建点的操作一样!
一个顶点的三个弹簧的节点建立完成如下,这只是师哥的一种建立弹簧的方法,在试验中!
!
(2)网格划分完后进行连线:
首先在左边的模型树中将component中spring设为makecurrent。
然后选择1D-springs,弹出如下的对话框:
单击实体中的节点后node会自动做出凹下去的显示,dof1,2,3分别代表了x,y,z的自由度约束,这一点一定要设置,也只有在这里才可设置,如果忘记只有删除弹簧重新建立。
在性质里选择之间建立的专门属于弹簧的property,如图所示。
建立完之后弹簧的连线如下:
在单击上面的会决定CELAS1是否显示。
如果忘记赋予性质,可以用上述赋予component的方法赋予spring的property!
方法B:
建立弹簧即就是建立硬点为关键。
可以直接建立硬点。
这样可以避免切割带来的网格划分困难。
操作是:
Geom-pointedit
弹出对话框如下所示:
先点击surfs,然后一次选择面,在选择面上点,这样选择的点就很准确了!
单击add即可完成硬点的建立。
注意建立硬点前要先建立节点,是节点转化为硬点才可以!
建立好的硬点如下所示:
硬点的颜色和节点的颜色不一样,它是发灰色的,而节点是大的黄色的!
如右图所示。
这是两者的区别!
是再最右边的模式下显示的.
方法A需要对模型进行切割,目的是为了让节点在网格线上出现,但这种操作复杂,不容易划分网格,难以操作,而且具有局限性,比如在长方体中间建立三个硬点,这就不容易操作!
方法B是简便的,但是要注意建立硬点的要求,别出现硬点没建立上的情况。
6:
载荷工况的定义:
1创建loadcollector:
在模型树中单击右键,create-loadcollector,这是定义载荷,约束,重力这三个因素。
定义载荷时在cardimage中按照默认的none来即可,只需要变颜色就行。
定义完需要的载荷和约束的loadcollector后,就需要往里面添加所需的载荷,约束了,添加的步骤是:
约束anslysis-constructs,dof1~dof6分别是xyz的移动和旋转自由度。
载荷force,在这里添加载荷时如果载荷的方向与总坐标系的方向不一致可以有两种方法调节:
①用tool-rotate,围绕一个节点旋转坐标系②直接在force中通过两点来确定载荷添加的方向,在N1左边的乡下箭头中选择要添加载荷的方向,单击N1,在单击实体中要添加载荷的节点1,在单击实体中的节点2,就可以确定方向了。
添加载荷时注意载荷的方向,reject是在添加当时出错的情况下可以取消的,如果return后,则要tool-delete中选择load来进行删除,其删除难度也不小。
在定义完所有的载荷后,在后续的loadstep中为了能一次性将一个工况的载荷添加进去,需要在loadcollector中建立把一个工况里的载荷进行汇总的loadcollector,建立方式一样与上述一样,建立之后在tool-organize-中首先单击collectors,然后在中间黄色区域选择loads,在右侧模型树中让所要添加的载荷显示出来,(这样比在实体中选择容易),在dest中选择放汇总载荷的工况,单击load,选择displayed,这样实体中的载荷会变成白色,单击copy即可完成汇总载荷在自己建立的放有汇总载荷的工况中显示。
以此种方法,集合一个工况中的载荷很简便,这种方法既减少了重复加工况重复部分的载荷,节省时间,又再以后的优化过程中减少了载荷方面的出错率。
在这里move和copy是相反的意思,点击move后就会出现原来的载荷消失的情况。
Copy就相当于复制,两者完全不冲突。
2Create-loadstep
在analysis-loadsteps创建载荷步,即工况。
每一个工况中都必须包含约束。
在spc中选择约束,在load中添加刚才建立的汇总的载荷,即工况的载荷。
(均是单击等号右边做出选择),在type中一般选择linearstatic至于其他的选项不用考虑,每弄完一个单击create。
从而完成了loadsteps的创建!
建立完后通过单击
与
来观察建立的工况到底对不对。
6:
优化设置
Analysis-optimization中设置优化参数。
1单击topology(拓扑)在弹出的面板总设计变量:
单击create,在desvar右边的空白处输入设计变量的名称,这个设计变量一般是针对优化性质设置的,所以在右面的props中选择design,(在parameters中设定输入变量的最大和最小值,一般设定的为90~180,在这里面板中其中单击patterngrouping,单击patterntype选择1-pinsym可以利用两点设定模型的对称优化)单击create即可完成操作,这是左边的模型树中会出现
。
2单击responses设定响应,常用的响应有体积分数和工况加权系数。
步骤是:
(1)在response中输入vfrac,在responsetype中选择volumefrac,后面的选择total,单击create,这就制定了vfrac一个响应的创建。
在response中输入wei-comp,在response中单击weightedcomp,在右面的loadsteps中将所有工况前面打上勾,完成对工况的加权!
点击create即可!
需要注意的是,在以后检查中,会发现loadsteps中的勾没有了,不是没有设定,而是系统给出的默认显示是这样的。
这样在模型树中就完成了这两个响应的定义,显示如下:
。
3对两个响应进行编辑:
单击dconstrains,在constraint中输入定义的名称,在右边选择response中的vfrac,在下面的lowerbound和upperbound中是设计体积分数的上下线,一般在upperbound中设置为0.2.从而完成了对vfrac的编辑。
单击objective,在response中选择wei-comp,在左边选择min,单击create,完成创建。
如下图所示:
4对有关优化的系统进行设定
单击opticontrol,现在设定的一般只有三个,选择DISCRETE(离散度)设为3,CHECKER(?
?
)objtol(精度,相当于优化中的ε,一般设为0.005)这些参数是根据要求进行设定的.显示如下:
以上大致完成了优化设置,但在检查前还要运行一步,即网格质量的检查,一般网格质量画的都很糟糕,所以关闭对网格质量的检查,操作是:
anslysis-controlcards单击next选择param,选择最后的CHECKEL,然后在上面的checkel中选择NO即关闭了网格质量的检查,显示如下:
。
建立完成后会出现左边所示的:
5在优化前进行检查:
Analysis-optistruct,在runoptions中选择check,单击optistruct即可运行检查了,检查成功不代表之后的优化会成功。
6Analysis-optistruct,在runoptions中选择optimizations,在memoryoptions的上限设置的要大些,避免出错,一般设为几千就可以了,单击optistruct即可运行优化了!
如何hypermesh中遇到的问题:
在检查中遇到的问题在out文件里去找!
①在检查中经常出现错误,如果是错误2203,这类错误是忘记了关闭网格质量检查.
②在检查中经常出现错误,如果是错误312,这种错误是在建立完弹簧后,没有对硬点和节点进行统一,即在原来的建立弹簧的节点处新建了一个节点,划分网格后节点变成硬点,但是原来这个面上在新建之前就存在一个节点,要把他们结合在一起,需要一个命令,即是:
tool-edges,在弹出的面板中选择elems,单击all,在右面先单击previewequiv,在实体中会显示出来所要结合的节点,然后单击equivalence即可。
3在检查中经常出现错误,如果是错误148,是因为之前没有按照第五步中定义工况,导致出现的错误。
这个错误出现是应变能为0,各个工况无定义!
4在检查中经常出现错误,如果是错误14,是因为弹簧建立的不好,不是约束没加,就是加错了,还有可能出现的原因是弹簧没有建立在硬点上,不传力;还有就是弹簧没赋予属性,这类错误要避免,很难改!
5在检查中经常出现错误,如果是错误583,是在优化中没有定义objective,导致response没有编辑,成为一个摆设!
6在进行弹簧检查时弹簧有些时候不容易发现,找的方法是把某些提mask,tool-mask即可完成。
7如果想删除节点,shift+F2即可弹出面板进行操作,如果更改了nodes还可以删除其他的,体,面等等!
⑻在controlcard中定义screen是什么意思啊?
这样做的目的是为了在DOS界面中显示迭代步的信息,方便检查!
analysis-controlcard,next双击后选择screen,开成out即可。
⑼对模型施加重力的步骤:
create-loadcollector,在cardimage中选择grav后,在cardedit中有参数G按照ansys中单位统一是一样的,后面的N1,N2,N3分别代表的是x,y,z三个方向。
这个方向不同于ansys中的方向,它反映的是真实的方向,N1,N2,N3使用单位向量来反映方向的,如果重力方向是Z向的,则在N3中输入1即可。
⑽硬点时在建立节点的基础上进行的。
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