HyperMesh 2019基础知识及操作指南

HyperMesh是美国Altair公司开发的有限元前处理软件，具有强大的有限元前处理功能，提供高质量、高效率的网格划分技术，可以完成杆梁、板壳、实体网格划分，能够提供可交互可视环境，以帮助建立各种复杂的有限元模型。

HyperMesh的几何输入功能支持多种格式的几何模型读入，例如“IGES”“STEP”“UG”“Pro/E”“SolidWorks”“CATIA”等，见表3.1。同时，也支持以“IGES”“Parasolid”“STEP”等格式输出几何模型文件，见表3.2。HyperMesh提供一系列的工具对导入的几何CAD模型进行几何清理和修复，支持多种自动化或人工化的几何清理功能，如面缝合、曲面修补、去除倒角圆孔等功能。

表3.1　HyperMesh 2019支持输入的版本和几何模型格式

续表

表3.2　HyperMesh 2019支持输出的版本及几何模型格式

HyperMesh提供与目前主流的CAE软件的数据接口，支持包括ANSYS、Abaqus、LS-DYNA、Nastran、PAM-CRASH等主流CAE软件；能够为各种CAE求解器进行前处理，生成求解器可输入的有限元建模文件，与求解器进行数据无缝集成；还支持通过二次开发的方式添加更多的数据接口和定制专用的建模环境。

HyperMesh提供了一套工具包，可以使用各种网格生成模板及自动网格划分模块来完成2D和3D建模。自动网格划分模块提供一个智能的网格划分工具，可以交互调整网格划分参数：网格划分算法、网格密度和单元变化趋势等；提供多种1D建模工具，用于创建模型之间的连接关系，如杆、梁、焊接和铰接等；提供有限元网格变形功能，支持基于有限元网格的快速变形修改，无须修改几何模型。

HyperMesh 2019软件的主界面包括标题栏、菜单栏、工具栏、标签区、图形区、参数区、主菜单、主菜单页、命令窗口和状态栏等区域，如图3.1所示。

图3.1　HyperMesh 2019应用界面

1．标题栏

标题栏位于界面顶部，主要显示文件名和版本信息。

2．菜单栏

菜单栏位于标题栏下方，就像许多应用程序提供的菜单栏一样，单击这些菜单时，就会出现下一级的下拉菜单选项。单击下拉菜单选项，会进入相应的功能模块。

3．工具栏

工具栏位于图形区的周围，包含着常用功能的快捷功能。工具栏可以通过“View”菜单栏进行打开或关闭操作。每一个工具栏都可以拖动至任意位置，或浮动在窗口任意位置，用户可以将其拖放到图形区的顶部或侧边。主要工具栏包括“Standard”“StandardViews”“ViewControls”“Display”“Visualization”“Collectors”和“Image Capture”等。

（1）“Standard”工具栏

“Standard”工具栏有“新建”“打开”“保存”“导入”“导出”及加载“User Profiles”对话框等按钮，方便用户操作，如图3.2所示。

图3.2　“Standard”工具栏

（2）“StandardViews”工具栏

“StandardViews”工具栏方便用于控制模型按标准方向进行显示，如图3.3所示。

图3.3　“StandardViews”工具栏

（3）“ViewControls”工具栏

“ViewControls”工具栏可以对模型进行放大、缩小、按所框选区域进行放大及平移等操作，如图3.4所示。

图3.4　“ViewControls”工具栏

（4）“Display”工具栏

“Display”工具栏通过隐藏和显示操作来控制对象在图形区的显示，如图3.5所示。

图3.5　“Display”工具栏

（5）“Visualization”工具栏

“Visualization”工具栏可以对图形区的显示状态进行控制，如图3.6所示。

图3.6　“Visualization” 工具栏

（6）“Collectors”工具栏

“Collectors”工具栏可以对“Collectors”进行创建、编辑、删除、卡片编辑、组织管理及重新编号等操作，如图3.7所示。“Collectors”工具栏可以通过“View”→“Toobars”进行打开或关闭。

图3.7　“Collectors”工具栏

“Collectors”工具栏内主要包括“Components”“Material”“Properties”和“Load Collectors”面板。

①单击，打开“Components”面板，如图3.8所示。

图3.8　“Components”面板

②单击，打开“Material”面板，如图3.9所示。

图3.9　“Material”面板

③单击，打开“Properties”面板，如图3.10所示。

图3.10　“Properties”面板

④单击，打开“Load Collectors”面板，如图3.11所示。

图3.11　“Load Collectors”面板(www.xing528.com)

4．标签区

标签区位于图形区的左侧，提供多种专业工具，包括“Utility”“Mask”“Model”“Connecter”“Entity State”“Loadsteps”和“Solver”选项卡等。

（1）“Utility”选项卡

应用菜单选项卡包含不同功能的宏页面，其内容会随着求解器模板的改变而变化。对应于ANSYS求解器时的“Utility”选项卡如图3.12所示。单击菜单底部，显示对应菜单的应用工具，“Geom/Mesh”包含创建和编辑几何及网格的快捷工具，“User”为用户自义的宏菜单，“Disp”菜单用于对模型的显示状态进行控制，“QA/Model”包含模型单元检查工具。

图3.12　“Utility”选项卡

（2）“Mask”选项卡

显示/隐藏浏览器选项卡可以让用户按类型对模型进行显示与隐藏。可以按点、线、表面及几何等方式进行显示。“Mask”选项卡如图3.13所示。

图3.13　“Mask”选项卡

（3）“Model”选项卡

模型浏览器选项卡以层次树的形式显示模型的装配、组件、材料和载荷等所有数据。可以通过该工具创建和编辑多种对象，也可以对其显示状态如显示/隐藏、颜色和显示网格等进行整理和控制。“Model”选项卡如图3.14所示。

图3.14　“Model”选项卡

（4）“Connecter”选项卡

连接浏览器选项卡用来创建各实体之间的关联。装配体、组件、单元、曲面和节点等都可以作为需要关联的实体。连接浏览器选项卡用于查看和编辑当前模型中的连接，其顶部为关联实体浏览器，显示连接所关联的实体的模型信息，下部为连接实体浏览器。采用连接浏览器选项卡可以完成增加模型关联、清除模型关联、从模型各部件中查找连接、从实现的连接单元中查找连接和从连接中查找关联的模型等。“Connecter”选项卡如图3.15所示。

图3.15　“Connecter”选项卡

（5）“Entity State”选项卡

对象状态浏览器选项卡可以设置多种实体状态，如激活/不激活和输出/不输出。激活/不激活状态控制对象在图形区的显示状态，输出/不输出状态控制模型是否输出到其他求解器中。“Enitity State”选项卡如图3.16所示。

图3.16　“Enitity State”选项卡

（6）“Loadsteps”选项卡

工况求解器选项卡用于创建、管理、显示工况和相关的控制卡片，用于工况输出及在浏览器和图形区之间同步显示模型。

（7）“Solver”选项卡

求解浏览器选项卡提供一个模型结构的树形求解透视图。求解浏览器选项卡除了能够控制模型中的实体如组件、材料和属性的显示/隐藏外，还提供基础功能如卡片编辑、创建、显示控制和检查等。“Solver”选项卡如图3.17所示。

图3.17　“Solver”选项卡

5．图形区

图形区位于标题栏的下方，占据屏幕的大部分区域，主要用于显示几何、网格及结果模型，用户可以实时地在三维空间对模型进行操作。除显示模型外，也可以通过鼠标拾取实体后进行显示控制，在图形区还可以交互式地选择实体。

6．主菜单页

主菜单页位于主菜单的右侧。主菜单页将主菜单按功能进行分组，由7个页面组成，其功能见表3.3。主菜单一次仅能显示一个页面，每个页面上有一系列面板可选择。

表3.3　7个页面功能

7．主菜单

主菜单位于图形区的下方，显示每一个页面上可用的功能，可通过单击相应的按钮来实现需要的功能，如图3.18～图3.24所示。

图3.18　“Geom”页面

图3.19　“1D”页面

图3.20　“2D”页面

图3.21　“3D”页面

图3.22　“Analysis”页面

图3.23　“Tool”页面

图3.24　“Post”页面

8．状态栏

状态栏位于主界面的最下方。状态栏的左端显示当前主菜单页（默认为“Geometry”），右端的3个区域依次显示当前包含的文件、当前组件集合及当前载荷集（默认时,所有区域为空）。在使用HyperMesh的过程中，出现的任何警告和错误信息都会在状态栏中显示。警告信息以绿色标识显示，错误信息以红色标识显示。

9．参数区

参数区用来对模型中的参数进行设置。

10．命令窗口

命令窗口可输入应用者编写的命令脚本，直接驱动HyperMesh进行操作，目前支持TCL/TK脚本。