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1.1.1　CAE软件的分类和应用状况1

6.3.4　管理和修改多个xy图 131

目录1

第1章　概述1

1.1 CAE软件概述1

1.1.2　前后处理软件简介及其应用状况2

1.2 HyperWorks系列软件介绍3

1.3 HyperMesh介绍7

1.4.1 HyperWorks系列软件的安装过程12

1.4 HyperWorks系列软件的安装12

1.4.2 软件的许可证设置15

1.5　与HyperMesh相关的主要文件17

小结18

2.1.1　在UNIX系统中启动并运行HyperMesh19

2.1.2　启动参数19

2.1 启动并运行HyperMesh19

第2章　HyperMesh入门19

2.1.3　在Windows 2000/XP系统中启动并运行HyperMesh20

2.2　HyperMesh环境21

2.2.1　HyperMesh界面介绍21

2.2.2　图形区22

2.2.3 标题条22

2.2.4　主菜单区22

2.2.6　子面板23

2.2.7　宏菜单区23

2.2.5　面板23

2.2.8　永久菜单区26

2.2.9　菜单项26

2.2.10　模型浏览31

2.2.11 第二菜单33

2.2.12 鼠标34

2.2.13　键盘34

2.3　HyperMesh数据库设计35

2.4　HyperMesh的主要面板39

小结49

第3章　HyperMesh基本操作50

3.1 读取HyperMesh数据库50

3.2　使用输入集合器51

3.3　保存文件54

3.4 查看模型54

3.5　使用显示界面56

3.6　选择图形显示方式57

3.7　设置整体参数61

3.8　输入和输出数据61

3.8.1　输入数据61

3.9　打印屏幕图像62

3.8.2　输出数据62

3.10　实例63

3.10.1　打开HyperMesh数据文件63

3.10.2　显示单元和几何打开63

3.10.3　平移单元65

小结67

第4章　建立模型68

4.1 建模流程68

4.2　创建集合器68

4.3 获得几何模型69

4.4　创建几何数据70

4.5　创建单元72

4.6　检查模型质量74

4.7　施加载荷创建坐标系统77

4.8　外部接口78

小结82

第5章　有限元网格划分83

5.1 二维自动网格生成83

5.2　网格自动生成面板85

5.3　网格生成算法88

5.4　网格光顺和单元偏置方法89

5.5 网格生成的弦偏差参数91

5.5.1 弦偏差参数介绍91

5.5.2　弦偏差参数使用实例92

5.6　三维实体单元划分方法94

5.6.1 四面体单元自动划分94

5.6.2　实体网格划分96

5.6.3　三维实体网格划分的技巧和策略101

5.6.4　部件实体建模的主要步骤和方法105

5.6.5　应用实例——线性实体网格划分107

5.7　创建三维实体单元实例108

5.7.1 solid map面板108

5.7.2 elem offset面板110

5.7.3 drag面板112

5.7.4 line drag面板113

5.8　六面体网格划分实例114

小结120

第6章　后处理121

6.1 HyperMesh结果数据库121

6.2　后处理分析122

6.2.1　指定结果数据库122

6.2.2　变形图122

6.2.3　动画123

6.2.4　向量图123

6.2.5　云图123

6.2.6　单元赋值图124

6.2.7　图形标识125

6.2.8　标题126

6.2.9　检查结果127

6.3 xy图128

6.3.1　xy绘图模式128

6.3.2　创建xy图129

6.3.3　修改xy图130

6.3.5　在xy图上生成曲线132

6.3.6　读曲线132

6.3.7　创建基于分析的曲线132

6.3.8　从文件或数学表达式创建曲线133

小结135

6.3.9　修改曲线属性135

6.3.10　在图上显示选择曲线135

第7章　HyperMesh建模及使用实例136

7.1 部件连接模型136

7.1.1　使用Rigids和Rigidlinks面板136

7.1.2　使用Welds面板138

7.1.3　使用RBE3单元139

7.1.4　使用弹簧单元140

7.2　直接创建和通过输入主文件创建连接器模型141

7.2.1　直接创建连接器141

7.2.2　通过输入主连接器文件创建连接器147

7.3.1 使用using geom子面板151

7.3 点焊单元151

7.3.2　使用using nodes子面板155

7.3.3 使用using elems子面板156

7.4 网格自动划分——C型槽网格划分158

7.4.1 二维网格划分158

7.4.2　使用automesh面板中的interactive模式159

7.4.3　使用automesh模块的density子面板160

7.4.4　使用automesh模块的algorithm和checks子面板161

7.4.5　使用automesh模块的type和biasing子面板163

7.4.7　使用弦差来划分网格164

7.4.6　合并节点164

7.4.8　理解网格参数的意义165

7.4.9　使用automesh面板的automatic模式166

7.4.10　重新划分曲面网格167

7.5　创建支架的有限元模型167

7.5.1 导入IGES数据168

7.5.2　设置材料属性168

7.5.3　创建组件169

7.5.4　编辑几何170

7.5.5　裁剪曲面171

7.5.6　使用spin面板172

7.5.8　使用ruled面板173

7.5.7　对曲面划分网格173

7.5.9　使用skin面板174

7.5.10　使用spline面板175

7.5.11 检查单元和模型177

7.5.12　拆分单元178

7.5.13　检查单元法线方向178

7.6　创建三维网格179

7.6.1　使用linear solid面板179

7.6.2　使用solid map面板180

7.6.3　使用elem offset面板181

7.6.4　检查单元的连续性182

7.6.5　映射单元183

7.6.6　创建load集合器184

7.6.7　创建分布压力184

7.6.8　创建约束185

7.6.9　创建载荷步186

7.6.10　创建输出请求的控制卡186

7.6.11 写出分析的输入文件186

7.6.12　运行OptiStruct求解器186

7.6.13　应用可视化工具进行后处理186

7.6.14　使用deformed面板188

7.6.15　观看replay文件188

小结189

7.6.16　查看HTML结果报告189

第8章　HyperMesh与通用求解器应用实例190

8.1 HyperMesh和Nastran分析实例——带孔平板应力分析190

8.1.1　在HyperMesh中定义模型190

8.1.2 写出Nastran输入数据文件195

8.1.3　查看结果196

8.2　HyperMesh和Nastran分析实例——起落架支承结构固有频率和振型分析198

8.2.1 在HyperMesh中定义模型198

8.2.2　写出Nastran输入数据文件203

8.2.3　查看结果204

8.3 HyperMesh和ABAQUS分析实例——三维接触分析205

8.3.1　定义材料特性206

8.3.2　定义实体单元特性207

8.3.3 定义接触面和相互作用208

8.3.4　定义弹簧单元和属性210

8.3.5　创建载荷和边界条件212

8.3.6　执行hmabaqus和后处理214

8.4　HyperMesh与ANSYS分析实例——叶片轮盘接触应力分析218

8.4.1 更新单元219

8.4.2　定义单元属性220

8.4.3 更新载荷223

8.4.4　输出HyperMesh数据库文件到ANSYS223

8.4.5　转换ANSYS结果223

8.5.1　读取文件224

8.5 HyperMesh与ANSYS分析实例——使用HM-ANSYS接触向导进行三维接触分析224

8.5.2　定义接触225

8.5.3　定义模型参数230

8.6　HyperMesh与Marc分析实例——建立3D模型233

8.6.1 定义材料属性233

8.6.2　定义3D实体单元的几何属性234

8.6.3　定义载荷及边界条件235

8.6.4　定义控制卡240

8.6.5　输出文件到Marc241

8.6.6　后处理242

8.7.1 读入一个预先定义的HyperMesh文件243

8.7 HyperMesh与LS-DYNA分析实例——轨道结构碰撞刚性墙分析243

8.7.2　选择dyna.key模板244

8.7.3　创建LS-DYNA的控制卡244

8.7.4　使用组件为LS-DYNA定义材料245

8.7.5 为LS-DYNA定义截面特性247

8.7.6　定义LS-DYNA的滑动接触249

8.7.7　定义LS-DYNA的刚性墙250

8.7.8　创建LS-DYNA的边界条件251

8.7.9　创建LS-DYNA截面特性252

8.8　HyperMesh与FE-Fatigue分析实例——支架应力疲劳寿命（S-N）分析253

8.8.1　Fatigue面板介绍253

8.7.10　从HyperMesh中输出LS-DYNA数据253

8.8.2　问题介绍254

8.8.3　读入模型和应力结果254

8.8.4　启动FE-Fatigue256

8.8.5　疲劳载荷设置257

8.8.6　定义材料257

8.8.7　疲劳分析258

8.8.8　查看疲劳分析结果259

8.8.9　以应力为基础的安全因子分析260

8.9 HyperMesh与FE-Fatigue分析实例——支架应变疲劳寿命（ε-N）分析262

8.9.1　问题介绍262

8.9.2　读入模型和应力结果263

8.9.3　启动FE-Fatigue264

8.9.4　疲劳载荷设置264

8.9.5　材料266

8.9.6　疲劳分析266

8.9.7　查看疲劳分析结果267

8.9.8 以应力为基础的安全因子分析267

8.10　HyperMesh与FE-Fatigue分析实例——汽车后悬架臂焊接疲劳分析270

8.10.1　介绍270

8.10.2　在HyperMesh中浏览模型和应力分析结果272

8.10.3 使用FE2FES产生FES文件273

8.10.4　使用FATFE进行疲劳分析274

8.10.5　在HyperMesh中浏览结果和后处理277

8.11 HyperMesh与LS-DYNA分析实例——圆管碰撞仿真分析278

8.11.1 设置接口278

8.11.2 分析步骤279

8.11.3　准备模型279

8.11.4　创建材料集合器280

8.11.5　为组件定义几何特性卡281

8.11.6　定义边界条件282

8.11.7 定义圆管之间的接触284

8.11.8　设置分析求解285

8.11.9　输出LS-DYNA数据文件286

8.11.10　HyperView后处理286

8.12 HyperMesh与Pam-Crash分析实例——轨道碰撞仿真分析289

8.12.1　读入已准备好的HyperMesh文件并选择Pam-Crash模板290

8.12.2　创建控制卡290

8.12.3 设置单元类型291

8.12.4　定义材料292

8.12.5　定义滑动接触界面294

8.12.6　定义刚性墙296

8.12.7　创建边界条件299

8.12.8　创建时间历程299

8.12.9　创建一个函数300

8.12.10　创建一个Sensor卡301

8.13.1　创建和定义组件材料和特性302

8.12.11 输出Pam-Crash数据文件302

8.13　HyperMesh与Radioss分析实例——轨道碰撞仿真分析302

8.13.2　创建和定义接触界面304

8.13.3　创建和定义一个刚性墙305

8.13.4　创建边界条件307

8.13.5　创建时间历程308

8.13.6　创建和编辑控制卡片309

8.13.7　从HyperMesh输出一个Radioss数据文件309

8.14 HyperMesh与MSC-Dytran分析实例——弹簧瞬态载荷作用分析310

8.14.1　将Nastran格式数据文件转化为Dytran数据文件310

8.14.2　施加Dytran边界条件311

8.14.3　创建接触定义312

8.14.4　定义文件管理、执行控制和工况控制段313

8.15　HyperMesh与FE-Fatigue分析实例——汽车结构点焊疲劳分析314

8.15.1 问题介绍315

8.15.2　读取有限元分析模型315

8.15.3　转换结果316

8.15.4　疲劳分析设置317

8.15.5　疲劳分析319

8.15.6　浏览疲劳分析结果320

8.15.7　HyperMesh结果后处理320

8.16　HyperMesh与FE-Fatigue分析实例——阶梯轴多轴应变疲劳寿命分析322

8.16.1 介绍322

8.16.2　有限元网格描述323

8.16.3　生成疲劳分析文件324

8.16.4　使用FE-Fatigue进行疲劳分析324

8.16.5　疲劳结果后处理327

小结332

第9章　HyperMesh四面体网格划分应用实例333

9.1 汽车部件四面体网格划分333

9.1.1 HyperMesh四面体网格自动划分过程333

9.1.2　几何清理333

9.1.3 曲面边的拓扑显示333

9.1.4　几何清理工具334

9.1.5　输入几何模型335

9.1.6　清理几何模型336

9.1.7　划分面网格340

9.1.8　检查单元质量和四面体网格生成341

9.1.9　清理和验证模型342

9.2　支承结构四面体网格自动划分343

9.2.1　HyperMesh四面体网格自动划分过程343

9.2.2　清理几何模型344

9.2.3　划分面网格346

9.2.4　检查单元质量和四面体网格生成347

9.3　HyperMesh四面体网格自动划分348

9.3.1　输入几何模型348

9.3.2　清理几何模型349

9.3.3　划分面网格351

9.3.4　检查单元质量和四面体网格生成353

9.4　发动机活塞四面体网格自动划分354

9.4.1　输入模型354

9.4.2　清理几何模型355

9.4.3　划分面网格356

9.4.4　检查单元质量和四面体网格生成357

9.5　边界层网格359

9.5.1　输入模型360

9.5.2　清理几何模型360

9.5.3　划分面网格361

9.5.4　检查单元质量和四面体网格生成362

第10章　HyperMesh与Optistruct结构分析实例365

10.1 带孔平板应力分析365

10.2 热载荷作用下的咖啡壶盖子分析368

10.2.1 在HyperMesh中定义分析问题369

10.2.2　提交作业372

10.2.3 查看结果373

10.3　挡泥板模态分析374

10.3.1 提取OptiStruct输入文件375

10.3.2　在HyperMesh中设置分析问题376

10.3.3 提交作业378

10.4　使用OptiStruct惯性释放分析379

10.3.4　查看结果379

10.4.1　提取文件并设置分析问题380

10.4.2　提交作业382

10.4.3　查看计算结果382

10.5　三维屈曲分析383

10.5.1　提取文件并设置分析问题384

10.5.2　设置控制卡并进行屈曲分析386

10.5.3　结果后处理387

10.6　支架模态频率响应分析389

10.6.1 设置模态分析390

10.6.3 查看模态结果394

10.6.2　提交一个作业进行模态分析394

10.6.4　设置频率响应分析396

10.6.5　提交一个作业进行频率响应分析及查看结果400

10.7　使用CWELD单元连接不匹配的网格401

10.7.1　在HyperMesh中设置问题402

10.7.2　提交分析作业405

10.7.3 对比结果406

小结408

第11章　HyperMesh与Optistruct优化分析实例409

11.1 C型结构拓扑优化409

11.1.1　设置有限元模型409

11.1.2　施加载荷和边界条件411

11.1.3 设置优化参数413

11.1.4　提交作业415

11.1.5　查看结果415

11.2　连杆形状优化分析419

11.2.1　进行基本分析419

11.2.2　使用HyperMorph创建形状变量421

11.2.3　设置优化问题426

11.2.4　求解形状优化问题426

11.2.5　结果后处理427

11.3 焊接支架尺寸优化427

11.3.1 设置有限元模型428

11.3.2 定义设计变量和连接一个设计变量到另外一个设计变量428

11.3.3　定义优化问题429

11.3.4　求解优化问题431

11.3.5　结果后处理432

11.4　扭转板形貌优化434

11.4.1　在HyperMesh中设置问题435

11.4.2　提交作业437

11.4.3 形貌优化结果后处理438

11.5 磁盘部件拓扑与形貌优化组合分析439

11.5.1　在HyperMesh中设置问题440

11.5.2　使用OptiStruct求解拓扑和形貌组合优化442

11.5.3　结果后处理444

小结445