hyperworks学习心得及常见问题

制造系统信息集成技术(答案）

一、简答题：

1、如何将.igs文件或.stl文件导入hypermesh进行分网？

files\import\切换选项至iges格式，然后点击import...按钮去寻找你的iges文件吧。划分网格前别忘了清理几何

2、在使用TOOL->reflect命令，映射单元时，得到了映射的结果，原先的对象却不见了，应如何处理？

答：方法1、在选择reflect后命令后，应选择duplicate命令，复制欲操作的对象。

方法2、先把已建的单元利用organize〉copy到一个辅助collector中，再进行操作。

3、igs导入hypermesh后，想将模型整体尺寸缩小一半，在hypermesh中能实现么？

答：可以在tool panel中,选择scale命令完成。

4、对加面载荷的菜单，magnitude是力的大小，magnitude％是什么？

magnitude%是指在图形区中的显示设置，100%表示1:1的比例。magnitude％是显示的箭头大小与施加压力大小的百分比

5、另外ruled和skin有什么不同呢？

skin可以构造曲面。ruled构造直平面。

6、在进行单元的删除或隐藏命令时，常用的by config 是什么选择方式? type 里的ctria3和quad4又是什么？

答：通过config命令用来选择单元的类型。

config也可以认为是一种大的类型，他提供了单元的基本形式，如4节点quad等，但是对应于不同的求解器，即使是4节点的quad也有不同的类型，如适用于平面应力，平面应变的，壳单元等了。type是具体的单元类型。

举个例子，比如同样4节点quad，选择config为quad4，那么广义的层面上就与3角形，体单元区分开了。type中选择plane1呢，说明你的单元是平面应力类型单元（这个在你之前的单元属性中已经定义了，否则没用）。这样又进行了细分，可以很方便的定位你要选择的单元。可以说分的越细，我们选择越方便。

7.Hypermesh常用的单位制是什么？如果某一长方体钢质模型为均一材质，对其进行强度计算，其密度、弹性模量、泊松比分别为:7.8e3Kg/M3,2.06E8,0.3,强度计算结果最大应力点为240Mpa，如果利用ANSYS作为求解器，分别写出在所设定的单位制下上述指标的单位及数值。

1. Hypermesh默认单位系统：tonne，mm，s, N, MPa单位系统，这个单位系统是最常用，还不易出错（吨，mm和s）。

备注：长度：m；力：N；质量：kg；时间：s；应力：Pa；密度：kg/m3

长度：mm；力：N；质量：吨；时间：s；应力：MPa；密度：吨/m m 3

8.hypermesh与其他软件的几何接口问题，通过什么接口进行模型转换？

（一）Autocad建立的模型能导入hypermesh：

因为autocad的三维建模功能不是很强，一般不建议在autocad里面进行建模。如果已经在autocad里面建好模型的话，在autocad里面存贮成*.dxf的格式就可以导入到hypermesh里面。

（二）I-DEAS、catia的装配件导入hm：

转为step格式或者是iges格式。

（三）UG.NX3版本导入Hypermesh7.0。

用igs格式可以，但是igs容易丢失信息。一般都是把NX3的prt文件导成catia格式的model 文件，然后import到hypermesh中，stp的效果还可以

（四）在hm画好的网格能导入patran继续划分：

用Nastran求解，确实在patran做前处理比较方便，先存为bdf文件，一点信息都不会丢。hypermesh 和patran 都是前处理器，只要存成某一个求解器的文件格式（如nastran的dat/bdf 文件），都可以打开的。

（五）hm划的网格导入fluent：

在hypermesh中输出bdf格式,用fluent导入即可。

9. HM中可以不设定单元属性（也就是选用什么单元），就直接对几何体划分网快，是不是这样？

答：是这样的，这和ansys不同，不过更加符合有限元的处理思路。

HM是一个通用的有限元前处理软件，这个前处理的概念不只是划分网格，还包括定义求解器认可的单元类型和边界条件，

无论最后使用ansys、nastran、Abaqus、Marc等求解，都可以划分好网格然后在hm里选择相应的模板为网格定义单元属性。不过推荐的方式还是先定义好模板。

10. 在进行二维网格划分时，mesh,w/o surf 是什么意思？

答：关于mesh,w/o surf的问题，首先要明确的是w/o的含义，就是without。

大家可以看看与之相关的mesh, keep surf和mesh, dele surf，后两者的划分网格方式都是要先生成曲面，再用automesh的功能在这个曲面上划分网格，这两者本质上没有区别的，只不过在划分网格以后一个保留曲面，一个不保留。

但是w/o surf就不一样了，它是与曲面无关的，而且最重要的是它并不使用HyperMesh的automesh功能。

11 关于RBE2单元主从点的设置。

答：原理：这种刚性元的两个节点由于六个自由度均受约束，所以位移完全一样，在计算时先计算出主点的位移，随后自动得到从点的位移。

因此在设置主从点时有如下原则：

1、同一个node可以是两个主点；

2、同一个node不能为两个从点，此时对应的两个主点的位移很可能不同，那么这个点的位移听谁的呢？

3、如果一个node既是主点又是从点，那么主点的定义一定要在从点之后，这样可以先得到前面的从点的位移，对应的这个主点的位移也就不用算了。

12 单元划分完成后，用TOOL－Check Element和2D－qualityindex检查单元类型。哪个更具权威？还有没有其他的检查方法？Check Element中得到不良单元如何修改？

答：如果单纯从某个单元是否超过设定的指标角度来讲，两者的功能是一样的。但是2d->quality index可把不同超标类型的单元同时显示出来，并可按自己设定单元的好坏等级以不同的颜色显示。在quality index中，有一个综合的index值来评价整体模型的质量好坏，每一种单元质量指标都会按不同的等级（如：好，较好，差，很差等）对index值有不同的贡献，较差的等级会贡献较大的index值，这样如果整体模型的index值越大表明单元的质量就糟糕。总之，利用qualiy index可以得到一个综合的质量评价和统计信息。

对于check element中得到的不良单元，如果数目较多，通常可用quality index下的edit 或optimize对超标单元进行自动调整，如果数目不是很多，既可以手工调节，也可以用qulity index自动调节，相比较而言，在quality index 调节单元速度要快点。当然有些单元在quality index下是不可调节的，那只有通过手工的方式来调节了。

13 如何测量一个曲面倒角的半径？

答：快捷键F4,选择three nodes 或者three points，在曲线上选择三个点，点击circle center 找到中心点，再测量距离。（Goem－－－circles－－find center也可以找到圆心点。）

14关于合并节点的几种做法。

答：一、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。

15 讲解一下aspect,skew,max(min) angle这些选项的含义？

答：aspect（长宽比，无量纲）：检查单元的最长边和最短边之比的；

skew（没有翻译，单位角度）：检查四边形单元的两对三角形所夹的角，取最大值，三角形是没有的;

angle（角度，单位角度）：是检查单元的最大最小角的。一般情况下，用check elems里的标准就够了，也可以宽松点。只是，你若做项目，应当根据客户的要求。

16 如何保证单元质量？

答：你做的是四面体网格，所以首先要保证的是没有free edge（tools->edges）。先调整单元使之没有free edge，

即整个模型是封闭的，没有空隙；还要检查一下T-connections。再check elems，使你三角形单元的aspect,skew,max(min) angle达到要求。

二、问答题：

1.在网格划分方面，HyperMesh应注意的问题？

在网格划分方面，HyperMesh具有几何型面的网格自动划分模块，为用户提供了一套完善又易于使用的网格划分工具，用户可以使用各种网格生成工具及HyperMesh网格自动划分模块来创建二维和三维有限元模型。HyperMesh能够用一阶和二阶四面体单元对一段封闭区域自动划分出高品质的单元，还提供了多种三维单元生成方式来构建高质量的四面体和六面体网格。用户可以根据结构情况来控制单元的划分、选择边界浮动的或固定边界的三角形单元重新对局部区域划分网格。

HyperMesh提供多种形式的网格质量检查菜单，使用户可以实时控制单元质量，另外还提供了多种网格质量修改工具。用户能够对每个面(或每个面的边缘)进行网格参数调整，而且可以调节单元密度、单元偏置梯度、网格划分算法等。HyperMesh还提供多种形式的网格质量检查菜单，使用户可以实时控制单元质量，另外还提供了多种网格质量修改工具。

(2) 网格的划分原则

网格划分的工作量大，需要考虑的问题多，网格形式直接影响结果精度和计算模型规模，因此是建模过程中最为关键的环节，有限元模型的合理性很大程度上可以通过所划分的网格形式反映出来。网格划分的一般原则是：

①节点及单元的数目确定要适当。

对于结构受力比较大的部位，单元的网格尽量密一些；对于受力比较平缓的部位，单元划分可大些。为了不使单元边长相差太大，则单元应由小到大逐渐过渡；

单元划分得越细，节点布置得越多，计算精度越高。但随之而来的是计算时间，计算费用和计算内存的增加，所以要综合考虑各因素来确定单元和节点的数目。在满足工程精度要求的前提下，单元和节点数目应尽量少。

所以，既要充分考虑到网格的密度要适合计算机的运算能力，同时也要兼顾分析工作对计算精度的要求。

②在不影响计算精度的前提下，关键部位要尽可能使用小单元和高级次单元，应力和位移变化平缓的部位可以采用大单元和低次单元。在边界曲折变化处，应力集中，应力梯度大的地方等重要部位，单元可以划分得细些；对于边界平直，应力变化平缓的次要部位，单元可划分得大些。

③单元划分应尽量避免畸形。

单元应具有良好的形状，如正多边形或正多面体。如对于五面体单元，不应出过大的钝角或过小的锐角；对于六面体单元，长度和宽度不能相差太大，否则将引起结构刚度矩阵病态，大大影响计算精度；

④单元之间过渡相对平稳。保证单元节点位移的连续性或协调性，一个单元的节点必须同时也是相邻单元的节点，而不应是内点或边界点。

⑤结构中一些特殊界面和特殊点应划分为网格边界或节点。常见的特殊界面和特殊点有:不同材料的分界面、几何尺寸的突变面、不同分布载荷的分界线或分界点、集中载荷和位移约束的作用点等。

另外，在进行网格划分的时候，为了使得相邻曲面划分的网格能够相互协调，在进行网格划分之前对曲面网格划分进行一些人为控制。方法是在网格正式划分以前，在曲面上设置硬点或者是硬线，硬点或者硬线的作用就是在网格划分的时候必须在这个硬点所在的位置生成一个节点，或者是在硬线上生成一系列的节点。可以将硬点或硬线设置在几何模型上要求协调的部分，这样也可以生成协调的网格。

2.HyperMesh检查网格质量

网格质量是指网格几何形状的合理性。划分出来的网格质量对于以后计算的精确程度、甚至对能否顺利计算都有至关重要的关系[26]。因此，划分完网格以后一定对网格质量进行检查，对于三维网格质量可用四结点不共面程度(Warp)、单元的形状比(Aspect)、相邻边间夹角(Skew Angle)、内角等指标度量。而且对于不同的求解器计算时网格质量要求有最低的指标，为了满足计算的精度也要符合一定的网格质量。

本车体有限元网格的划分，主要控制好以下单元质量指标：

a 偏斜度(Skew)

偏斜度反映单元夹角的偏斜程度，对于四边形单元，理想夹角为90o，对于三角

形单元，理想夹角为60o。偏斜度的计算表达式为：

∑=-

4

190

i

i a

对于四边形单元：

∑=-

3

160

i

i a

对于三角形单元：

上式中ai为单元夹角。理想单元的偏斜度为零

b 歪斜度(Warping)

歪斜度主要由歪斜因子和歪斜角来表示，它反映单元的扭曲程度。歪斜因子为单

元对角线的最短距离d与单元面积之比，如图。歪斜角度为单元对角线分割的两三角形垂直矢量间的夹角a，如图3.3、图3.4所示。

图3.3 歪斜因子图3.4 歪斜角度

Fig.3.3 Skew factor Fig.3.4 Skew angle

理想单元的歪斜因子和歪斜角度为零。

c 外观比例(Aspect Ratio)

外观比例为单元最长边长与最短边长之比，它反映外观边界差异。对于理想单元，该值为1。对车体的网格划分将最大长短边长比5。

d 雅可比值(Jaeobian)

在计算单元刚度矩阵时，要用到雅可比行列式的值。雅可比J

行列式是一个多量函数的行

列式，要使

≠

J

，必须检验许多控制点，即单元节点和积分点处的

≠

J

。

e 内角

从几何意义上看，单元划分时，对于四边形单元，必须是凸四边形，即各内角都小于

180。在本次网格划分，四边形内角标准min angle为45o，max angle为135o；三角形内角标准min angle为20o，max angle为120o。