六面體網(wǎng)格劃分教程2014-2-21

1、Innovation IntelligenceName: Xianjun FangName: Xianjun Fang（方獻軍）（方獻軍）Hexa Meshing in HyperMeshHexa Meshing in HyperMeshThe art of Solid Mesh!The art of Solid Mesh!Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.寫在培訓開始前寫在培訓開始前 劃分六面體網(wǎng)格可能很有挑戰(zhàn)性，在正式開始學習之前一劃分六面體網(wǎng)格

2、可能很有挑戰(zhàn)性，在正式開始學習之前一定要記住以下三點：定要記住以下三點：1、你、你要相信所有實體結(jié)構(gòu)都能劃分六面體網(wǎng)格！要相信所有實體結(jié)構(gòu)都能劃分六面體網(wǎng)格！2、你、你要要相信自己很聰明！相信自己很聰明！3、你要相信你要相信HyperMesh的六面體網(wǎng)格劃分功能足夠強大的六面體網(wǎng)格劃分功能足夠強大！接下來我們正式開始培訓接下來我們正式開始培訓 Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介u1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡介六面體網(wǎng)格劃分

3、簡介u2. Solids功能講解功能講解u3. 六面體網(wǎng)格劃分功能六面體網(wǎng)格劃分功能u4.六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡介六面體網(wǎng)格劃分簡介六面體網(wǎng)格六面體網(wǎng)格劃分用到的劃分用到的HyperMesh功能驚人地少！功能驚人地少！所以，你需要學習和練習的大部分是經(jīng)驗和技巧。所以，你需要學習和練習的大部分是經(jīng)驗和技巧。六面體網(wǎng)格劃分包括兩個部

4、分：六面體網(wǎng)格劃分包括兩個部分：分塊策略網(wǎng)格劃分Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡介六面體網(wǎng)格劃分簡介分塊策略：分塊策略：分塊策略是六面體網(wǎng)格劃分唯一的真正的難點。分塊策略完全取決于你個人對于結(jié)構(gòu)拓撲關系的理解。對復雜結(jié)構(gòu)的分塊能力有差異，沒有固定的流程，結(jié)果也不唯一。分塊劃分順序主要原則，主要原理是分塊劃分順序主要原則，主要原理是從繁到簡從繁到簡，從內(nèi)到外從內(nèi)到外。Copyright

5、2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡介六面體網(wǎng)格劃分簡介n網(wǎng)格劃分：網(wǎng)格劃分：分塊策略和劃分順序安排好了之后，剩下的就是用solid map劃分六面體。 HyperMesh的網(wǎng)格劃分的精華就在面網(wǎng)格面網(wǎng)格。n面網(wǎng)格由很多劃分方法：面網(wǎng)格由很多劃分方法：AutomeshRuledSkin 總的說來六面體網(wǎng)格都是從總的說來六面體網(wǎng)格都是從2D網(wǎng)格拉伸得到的！網(wǎng)格拉伸得到的！ 劃分過程可以對網(wǎng)格施加很多的控制！劃分

6、過程可以對網(wǎng)格施加很多的控制！Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡介六面體網(wǎng)格劃分簡介n實際劃分中常見問題：實際劃分中常見問題：1. 分塊策略。分塊策略對老手也是難點。2. 心中已有分塊策略，具體實施過程出錯，不知道該如何切割幾何。這個其實就是沒有掌握好HyperMesh切割幾何等基本操作了。3. 幾何塊切分好了，在使用solid map劃分六面體網(wǎng)格的過程中出錯，出錯的地方可能就是不知道

7、solid map 的各個參數(shù)該如何正確設置。這時候應該注意查看左下角狀態(tài)欄里面的提示信息，一般情況下都能知道錯誤所發(fā)生的原因。任何學習都應該是從簡單到復雜的循序漸進的過程。任何學習都應該是從簡單到復雜的循序漸進的過程。要劃分復雜的六面體網(wǎng)格要從簡單的模型學起：簡單的模型更適合學習原理要劃分復雜的六面體網(wǎng)格要從簡單的模型學起：簡單的模型更適合學習原理Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.2.2.實體幾何功能講解實體幾何功能講解幾何清理幾何清理:Solid

8、s需要畫六面體網(wǎng)格，首先需要進行一些必要的幾何清理。首先檢查幾何模型的正確性，清理模型的自由邊，重復面；然后去除一些對于分析中不關鍵的特征，倒角，小圓孔，翻邊等。六面體建?？隙ú荒芡耆M出幾何模型的特征，這個跟幾何模型的復雜程度相關，越是復雜的模型，建立的六面體網(wǎng)格則越難精確的劃分，一方面是細小特征太多，其次就是模型本身結(jié)構(gòu)復雜，六面體網(wǎng)格難以用合理的拓撲關系來表達。所以六面體畫網(wǎng)格前期重點工作就是幾何清理，一方面去除非關鍵的局去除非關鍵的局部特征部特征；另一方面就是對幾何模型拓撲結(jié)構(gòu)必要的簡化。Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Propriet

9、ary and Confidential. All rights reserved.2. Solids2. Solids幾何功能講解幾何功能講解Solid Edit:幾何清理完畢，則可以開始對Solid模型進行切分，將原本很復雜的模型，切分成很多簡單模型集合。這個過程是整個六面體劃分過程操作最復雜的部分這個過程是整個六面體劃分過程操作最復雜的部分，主要是靠個人經(jīng)驗和對六面體拓撲關系的理解。這里沒有唯一解！這里沒有唯一解！Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserve

10、d.實體映射劃分實體映射劃分可映射形狀可映射形狀10Solid Map Solid Map 需要具有可映射形狀的實體幾何需要具有可映射形狀的實體幾何 可映射形狀的定義為可映射形狀的定義為: :2 個相對面(稱為起始面和目標面)1 個或多個面直接連接著源面和目標面這些面使得起始面和目標面之間的體成封閉狀態(tài)稱為“路徑面”劃分“Drag direction”: 從源面到目標面的矢量方向一個體可以在多個方向上具有可映射性起始面(Source Face)路徑面(Along Faces)目標面(Destination Face)拉伸方向(Drag Direction)Copyright 2013 Alta

11、ir Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實體幾何實體幾何3D3D拓撲拓撲實例實例2 2：拓撲顯示相連的實體：拓撲顯示相連的實體11硬點可作為點選擇位于邊界的終點實體表面實體表面可作為表面選擇邊界面綠色屬于實體分割面黃色為兩個相連實體共有邊界邊界可作為線被選擇共享邊界綠色屬于一個實體的相鄰兩個表面非重復邊黃色屬于:一個分割的面或者2個實體面和多個表面Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All

12、rights reserved.實體幾何實體幾何創(chuàng)建實體的工具創(chuàng)建實體的工具導入導入下拉菜單File Import GeometryFile Import GeometryToolbar Toolbar 導入幾何HyperMesh 將從支持的實體數(shù)據(jù)類型中導入實體幾何可以使用split component by body功能把體放到不同的comp里Solid Solid 面板面板 (Geometry Create SolidsGeometry Create Solids)創(chuàng)建基本形狀的幾何實體正方體/塊圓柱體/圓錐體球體圓環(huán)體全體或部分體 Bounding Surfs Bounding Sur

13、fs 選擇封閉一個體的表面Drag along Drag along vectorvector將一個截面按照指定的矢量方向進行拉伸Drag along Drag along normalnormal將一個截面沿著正法線方向進行拉伸Drag along Drag along line line 沿一條線進行截面拉伸Spin Spin 沿一個環(huán)路進行截面拉伸12Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.Surfaces面板面板使用多種方法創(chuàng)建表面可以用來分割一個

14、實體表面的邊必須和實體的邊進行合并Solid Edit 面板面板Trim with 使用以下方法分割實體成多個實體:Nodes 節(jié)點Lines 線Planes 平面Surfaces 表面Merge 將多個相鄰的實體合并成一個Detach 斷開相連的實體Boolean 高級分割合并操作Union (Solid A + Solid B) 合并（注意這里有很多選項哦）Intersection (Solid A x Solid B) 保留A,B兩個實體的交集部分 Removal (Solid A Solid B) 刪除A實體中包含于B實體的部分Cut (Cut Solid A with Solid B

15、) 用B實體切割A實體兩個實體都保留，但不再相交13實體幾何實體幾何創(chuàng)建實體的工具創(chuàng)建實體的工具Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實體實體幾何幾何創(chuàng)建實體的工具創(chuàng)建實體的工具工具欄工具欄:14 Geometry Color 按部件顏色、拓撲關系或是否映射來給幾何著色 Geometry Shading 設置幾何顯示為線框模式或陰影模式 Visualization Panel 可視化控制面板:基于拓撲的邊界和面的顯示表面陰影的透明度硬點的可視化體透明度的

16、顯示雖然不直接解決你的問題但是卻讓你感覺清爽就像你在5A級辦公樓辦公和車庫里辦公一樣Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.3. 3. 六面體網(wǎng)格劃分功能六面體網(wǎng)格劃分功能 - solid Map- solid Map初始初始2d網(wǎng)格網(wǎng)格利用點、線、面、網(wǎng)格、節(jié)點定義六面體劃分體積模型利用點、線、面、網(wǎng)格、節(jié)點定義六面體劃分體積模型起始面+路徑面或者起始面+ 目標面2D網(wǎng)格的模式會映射到目標截面截面不需要保持恒定面可以曲率不同大致三角形或矩形 Copyri

17、ght 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實體映射劃分實體映射劃分多個實體多個實體16做什么:同時在多個體塊上創(chuàng)建六面體-五面體網(wǎng)格劃分每個體塊通過實體幾何選擇來確定每個體塊必須是可映射的形狀在創(chuàng)建實體網(wǎng)格前可以進行結(jié)點密度，網(wǎng)格劃分方法，其他劃分控制等設置“Solid Map” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh multi solidsmulti solidsC

18、opyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實體映射劃分實體映射劃分其他方法其他方法17“Solid Map” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh generalgeneral這個面板允許你通過已存在的2D單元，基于你輸入的參數(shù)進行3D網(wǎng)格的劃分使用general 下的子面板可以靈活的使用各種可能的方法控制網(wǎng)格的劃分“Solid Map” “Solid Ma

19、p” 面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh line dragline drag使用線拉伸(line drag)子面板先選擇2D網(wǎng)格，再選擇幾何模型的一條線作為映射方向Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實體映射劃分實體映射劃分其他方法其他方法18“Solid Map” “Solid Map” 面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid

20、 Map Mesh Mesh linear solidlinear solid使用線性實體(linear solid)子面板來選擇兩組已存在的2D網(wǎng)格并互推形成連續(xù)的3D網(wǎng)格“Solid Map” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh ends onlyends only使用 ends only 子面板來選擇兩個相對的面和原始2D網(wǎng)格，在兩個面之間生成3D網(wǎng)格Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidentia

21、l. All rights reserved.3D 3D 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分其他方法其他方法19“Linear Solid” “Linear Solid” 面板面板 Mesh Create Mesh Create 3D Elements 3D Elements L Linear 3Dinear 3Dlinear linear solidsolid 面板允許你在兩組平面單元間創(chuàng)建實體單元“Drag” “Drag” 面板 Mesh Create 3D Elements Mesh Create 3D Elements DragDragdragdrag 面板可以選中2D網(wǎng)格并將其沿指定方向進行拉伸，生成

22、3D網(wǎng)格。Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.3D 3D 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分其他方法其他方法20“Line Drag” “Line Drag” 面板面板 Mesh Create Mesh Create 3D Elements 3D Elements Line DragLine Dragline line dragdrag 面板可以將結(jié)點、線或單元沿另一條線拉伸來創(chuàng)建單元“Spin” “Spin” Panel Mesh Create 3D Elements

23、 Mesh Create 3D Elements SpinSpinSpinSpin 面板允許你以一個矢量為法線方向旋轉(zhuǎn)一組單元創(chuàng)建圓周狀結(jié)構(gòu)單元Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.4. 4. 六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整在大部分情況下，大量的手工編輯讓人沮喪在大部分情況下，大量的手工編輯讓人沮喪所以，用所以，用“facesfaces”工具檢查網(wǎng)格連貫性消除網(wǎng)格間隙裂縫工具檢查網(wǎng)格連貫性消除網(wǎng)格間隙裂縫Faces命令自動生成faces

24、 component方便進行EquivalenceCopyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.4. 4. 六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整 切割六面體單元切割六面體單元 Split panel : hexa elements Has 6 options for pattern:2 Hexas3 Hexas4 Hexas2 PentasPenta-HexaHexa-PentaCopyright 2013 Altair Engineering, I

25、nc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.4. 4. 六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整切割六面體切割六面體單元（注意切割的規(guī)則）單元（注意切割的規(guī)則） Patterns for splitting are oriented relative to N1-N2 pickPattern is consistent whether rotating the element or picking different nodeExample below is penta-hexa option:+0+90+270+180C

26、opyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.總結(jié)思考總結(jié)思考 還是把六面體網(wǎng)格劃分當成一個游戲吧：還是把六面體網(wǎng)格劃分當成一個游戲吧：當你劃完一個復雜的六面體網(wǎng)格的時候應該為自己歡呼！當你劃完一個復雜的六面體網(wǎng)格的時候應該為自己歡呼！當你劃完一個復雜的六面體網(wǎng)格的時候別人也會為你而歡呼！當你劃完一個復雜的六面體網(wǎng)格的時候別人也會為你而歡呼！HAPPYHEXMESHING!Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Propri

27、etary and Confidential. All rights reserved.你認為培訓就這樣結(jié)束了嗎？你認為培訓就這樣結(jié)束了嗎？不，我們才剛剛起跑！Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.Tetra_solid_HexaMesh.hmTetra_solid_HexaMesh.hm四面體的分塊方法Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All ri

28、ghts reserved.Cone_HexaMesh.hmCone_HexaMesh.hm圓錐分塊方法Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.armbracketarmbracket用于練習solid map面板Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.curved_areas.hm5curved_areas.hm5圓角結(jié)構(gòu)的分塊方法Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserv