hypermesh基礎(chǔ)教程（進(jìn)門、經(jīng)典）

1、第一章 HyperMesh入門首先我們要了解什么是mesh，簡單的說mesh就是網(wǎng)格的劃分。有過有限元分析背景的人都知道，做有限元分析首先第一步工作就是建模，就是把分析對(duì)象按照一定的尺寸、比例劃分成相互連接、不間斷的網(wǎng)格單元，成為一個(gè)可以計(jì)算的力學(xué)模型，這是進(jìn)行有限元計(jì)算的基礎(chǔ)。其劃分的結(jié)果對(duì)于以后計(jì)算的結(jié)果將產(chǎn)成直接的影響，或者說mesh是保證有限元分析結(jié)果準(zhǔn)確的重要條件。下面我就最簡單的分析對(duì)象金屬殼體，向大家講述怎樣進(jìn)行一個(gè)物體的mesh。我們所用軟件是HyperMesh，它對(duì)于有限元的前處理和后處理都具有比較強(qiáng)大功能。第一節(jié) 軟件環(huán)境首先，我們要了解工作的目標(biāo)，即最終要把一個(gè)金屬殼體處

2、理成怎樣的網(wǎng)格。打開練習(xí)一，這個(gè)文件中已經(jīng)包含geom和放到中面的elems。我們現(xiàn)在要搞清的第一概念就是geom和elems的區(qū)別。Geom即為幾何體，是我們分析對(duì)象的真實(shí)模型，實(shí)際物體的三維表現(xiàn)形式；elems即為網(wǎng)格單元，是我們分析對(duì)象的力學(xué)模型，是對(duì)實(shí)際物體的一種近似模擬，是把實(shí)際物體轉(zhuǎn)換成可計(jì)算的力學(xué)和數(shù)學(xué)模型，它不是簡單的線和面，是帶有數(shù)據(jù)的線和面。在HyperMesh中，我們把geom和elems統(tǒng)稱為comps，comps可以理解為圖層，這里的圖層和CAD的圖層的概念不同。這里comps是以后賦予模型材料和幾何性質(zhì)的一個(gè)最小單元，或者說對(duì)于不同材料性質(zhì)和不同幾何性質(zhì)的elems

3、要處于不同的comps中。每個(gè)comps都會(huì)有個(gè)名字，所以同一個(gè)名字的comps包含兩個(gè)部分，即XXX（名字）geom和XXX（名字）elems。當(dāng)然幾何體和力學(xué)模型是兩個(gè)完全獨(dú)立的部分，所以兩者完全可以放在不同的comps中的，對(duì)于圖層名字的管理我們在下一章再做詳細(xì)說明。對(duì)于一個(gè)金屬殼體，我們知道金屬板是具有均有厚度的，即在三維上它總是有個(gè)方向上是保持不變的，這樣我們就可以用比較簡單的二維單元來描述金屬殼體，這個(gè)二維單元我們稱殼體單元。我們把這個(gè)殼體單元賦予它真實(shí)模型的厚度（幾何性質(zhì)）和材料性質(zhì)，并且把這層殼體單元放到金屬殼體的中面上去，即完成了我們建模的任務(wù)。這就是對(duì)金屬殼體的力學(xué)模型的建

4、立過程，簡單的說，就是對(duì)于金屬殼體的中面用一層帶有厚度和材料性質(zhì)的網(wǎng)格單元來描述。把單元放到中面在HyperMesh中是一個(gè)非常簡單的命令，我會(huì)在以后想大家講述。對(duì)于金屬殼體來說，中面和上下表面是類似的，或者說基本一致。這樣我們對(duì)于金屬殼體來說，首先要做的是對(duì)于上表面或下表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以后我們還要談到選擇上表面和選擇下表面的細(xì)微不同，這里我先認(rèn)為它是相同的。就練習(xí)一，我針對(duì)怎樣進(jìn)行一個(gè)表面的網(wǎng)格劃分來讓大家熟悉這個(gè)軟件的命令。窗口下方是主菜單，共分7類，分別是Geom、1D、2D、3D、BCs、Tool、Post，每一類中有一些重復(fù)的比較經(jīng)常使用的命令。Geom:主要是對(duì)模型的修改和操作。

5、1D:主要是對(duì)線單元的修改和操作。2D:是對(duì)平面單元的修改和操作。3D:是對(duì)固體單元的修改和操作。BCS:邊界條件。TOOL:使用的方法。POST:后處理的命令。窗口右下方是對(duì)視圖進(jìn)行操作的一些命令，這些命令有快捷鍵。窗口右上方是燈光效果，對(duì)于mesh本身不很重要。窗口右側(cè)是視圖種類的選擇。第二節(jié) HyperMesh軟件的基本操作在HyperMesh中所有操作和命令都可以通過點(diǎn)擊命令面板中的按鈕實(shí)現(xiàn)，而通過鍵盤與鼠標(biāo)的組合可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)一些基本操作。熟練掌握以下介紹的這些操作可以在工作中節(jié)省很多時(shí)間。一、模型的旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)（1）模型的旋轉(zhuǎn)：Ctrl+鼠標(biāo)左鍵（2）模型的平移：Ctrl+鼠標(biāo)右

6、鍵（3）放大模型:敲擊鍵盤z鍵后用鼠標(biāo)劃出所需的放大位置（4）模型復(fù)位:鍵盤F鍵（5）模型的縮放：敲擊鍵盤s鍵后，按住鼠標(biāo)左鍵拖拽二、mesh命令快捷鍵位置F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12作用選擇顏色刪除替代測量隱藏編輯單元靠齊編輯點(diǎn)線的編輯檢查質(zhì)量comp設(shè)置自動(dòng)MESH加SHIFT刪點(diǎn)找邊界移動(dòng)查找切割單元投影編輯面調(diào)法線移動(dòng)平滑單元在這里有一點(diǎn)需要說明的是，用快捷打開的命令在轉(zhuǎn)變模型視圖的時(shí)候會(huì)自動(dòng)退出，有些情況下我們需要在一個(gè)命令完成前變換視圖方式，在這種情況下就需要在命令面板中通過點(diǎn)擊命令按鈕來打開命令，而不能用快捷鍵打開。如在用automesh命令時(shí)，我們有時(shí)

7、需要通過0-D與3-D轉(zhuǎn)換來方便對(duì)所mesh面的選取。這時(shí)如果我們用快捷鍵F12打開automesh命令，在3-D選取面后轉(zhuǎn)換0-D時(shí)命令就會(huì)自動(dòng)退出，這樣我們剛才選取面的工作就浪費(fèi)了。而通過點(diǎn)擊命令按鈕來打開的命令就不存在的問題，并且我們可以在這個(gè)命令上面疊加一個(gè)快捷鍵打開的命令，而從面板打開的命令仍然可以保持原來的設(shè)置。也就是說，通過點(diǎn)擊命令按鈕來打開的命令只要不點(diǎn)return退出，我們對(duì)這個(gè)命令做的設(shè)置（如方向點(diǎn)，選取的單元）都會(huì)保持不變。我們也可以利用這個(gè)特性方便我們的工作，在稍后的調(diào)節(jié)單元質(zhì)量章節(jié)我們就會(huì)用這個(gè)特性方便我們工作。讀者朋友可以在今后的工作中靈活的運(yùn)用此特性。第三節(jié) 命令

8、面板的主要命令一Geom的主要命令：create nodes: 是對(duì)點(diǎn)的操作。node edit: align:排列點(diǎn)。distance:可以測量點(diǎn)和點(diǎn)距離，同時(shí)還可以改變距離，還可以測量角度，建立兩點(diǎn)間的中點(diǎn)。renmap:重新排列點(diǎn)，是所選的點(diǎn)均勻的分布在一根線上。（不是經(jīng)常使用）temp node: 可以刪除點(diǎn)。lines: 建立直線和曲線和建立中線edit line:對(duì)線的編輯。包括：分割，合并，延長。intersect:可以延某一個(gè)面切出來的表面特征的線。Section:length:reparam:circles:可以建立一個(gè)圓，建立一段弧，可以找到圓的圓心。tangents：找一

9、根線的切線方向。tags:vectors:system:建立局部坐標(biāo)系。geom cleanup:是對(duì)模型的外表面的線進(jìn)行操作的?？梢院雎砸恍┯绊懢W(wǎng)格質(zhì)量的線。defeature:可以忽略一些小的導(dǎo)角。surface edit: 對(duì)面的操作，可以切割一個(gè)面。surflines:midsurface:建立中面。二2D的主要命令： organize: 把單元或suf轉(zhuǎn)移或者復(fù)制道你想移動(dòng)的comp中。 color: 給comp輔以自己喜歡的顏色 rename: 重新對(duì)comp命名。 rule: 用于點(diǎn)對(duì)線，或者是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)來生成element的方法。 spline:閉合的線進(jìn)行mesh skin: d

10、rag:沿著方向拉伸單元。 spin:做washer line drag:沿著線mesh。 elem offset把單元放到中面。 automesh:自動(dòng)化分網(wǎng)格。 smooth:平滑單元間的節(jié)點(diǎn)。edit element:編輯單元。split:切割單元，主要用于切割固體單元，將四邊形單元切割為三角形。replace:兩點(diǎn)合并為一點(diǎn)。detach:分開合并在一起的單元。order change:將一階單元轉(zhuǎn)換成二階單元。三Tools find:找到單元。mask:隱藏delete:刪除translate:移動(dòng)點(diǎn)，單元。rotate:旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)單元。scale:縮放。reflect:反射單元。

11、project:投影position:位置不同的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移單元。check elems:檢查單元。edges:檢查邊界。faces檢查固體單元邊界normals:調(diào)整單元的法線方向。renumber:從新計(jì)算單元的信息。count:統(tǒng)計(jì)單元的信息。四控制面板命令在整個(gè)HyperMesh 界面的右下角，有一個(gè)控制面板，其中一些是模型的旋轉(zhuǎn)、縮放的命令，十分容易理解，這里不作贅述，我們重點(diǎn)需要介紹的是 disp、global和vis 這幾個(gè)命令。1disp即 display 在這個(gè)命令中可以控制模型操作的顯示與否。上圖顯示即disp命令面板，圖中左側(cè)的是可選擇的操作對(duì)象，名字前面的方框中打勾的操

12、作對(duì)象就可以顯示在主操作面板中，通過鼠標(biāo)左鍵選擇，右鍵取消。圖中右側(cè)有一些控制命令，none為全部關(guān)掉，all為全部打開，reverse是反選。點(diǎn)擊comp前面的箭頭，會(huì)出現(xiàn)一些選項(xiàng)，這些都是可以顯示在主面板中的選項(xiàng)，不過我們在做建模工作時(shí)一般不需要。點(diǎn)擊elems前面的雙箭頭，可以在element和geometry之間切換，在建模工作時(shí)經(jīng)常需要切換。命令選項(xiàng)解釋template file選擇與分析軟件的接口模板component選擇當(dāng)前的編輯層systcol選擇當(dāng)前編輯的坐標(biāo)系loadcol選擇當(dāng)前編輯的荷載層element size定義建模時(shí)的單元尺寸3Option命令軟件中的一些選項(xiàng)，基

13、本保持默認(rèn)設(shè)置即可，對(duì)操作沒有太多的影響。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，最好不要選取modeling中的fix points。將grahics中的engine 設(shè)置為performance；將 bitmap animation 和 view acceleration 都設(shè)置為none。這樣會(huì)提高顯示效果，減少占用電腦資源。第四節(jié) 操作對(duì)象的選取我們在做建模工作時(shí)，必然要選取操作對(duì)象，如點(diǎn)、單元、幾何模型的表面等，當(dāng)然我們可以用鼠標(biāo)左鍵一個(gè)一個(gè)點(diǎn)擊選取，但是這樣做費(fèi)時(shí)費(fèi)力，HyperMesh為我們提供了多種更加方便的選取方式，靈活的運(yùn)用這些選取方式，并配合我們后面介紹的一些命令及其特點(diǎn)，可以方便的完成很多工作

14、。下面我為大家一一介紹。打開任何一個(gè)命令，如automesh，在標(biāo)有element的黃色區(qū)域內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)復(fù)選框，這些都是選擇單元的一些方法，我們稱之為選擇菜單。1by window:可以通過鼠標(biāo)左鍵定義一個(gè)選擇區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的單元都會(huì)被選中。這里有一個(gè)小敲門，HyperMesh可以記住上一次定義的框選區(qū)域，甚至是在不同的命令中，所以我們?nèi)绻x擇一個(gè)區(qū)域，但要以另一個(gè)層為參考時(shí)，可以打開參考層進(jìn)行框選，而后用disp命令關(guān)掉參考層，再進(jìn)行選擇，這樣就可以選中我們所需要層的單元而不選擇參考層的單元。但要注意不要轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)模型的位置。by window還有一個(gè)功能就是將選擇好的對(duì)

15、象去除，選好需要去除的對(duì)象區(qū)域后點(diǎn)擊reject entities即可。2displayed：當(dāng)前顯示的所有單元。3all：模型中的所有單元。4reverse：在所有顯示的單元中反選。5by collector；選擇某一層中的所有單元。6on plane:選擇某一平面內(nèi)的所有單元。7retrieve:調(diào)出存儲(chǔ)的單元。8save：存儲(chǔ)選擇好的單元。9by id:通過單元的ID號(hào)選擇。10by assems: 選擇一個(gè)assembly中的單元。11by group: 選擇接觸類型的單元。12duplicate: 復(fù)制所選擇的單元。13by config：通過單元類型選擇單元。14by set: 選

16、擇某一set包含的單元。15by surface: 選擇某一面上的單元。16by adjacent: 選擇制定單元周圍的單元。17by attached: 選擇與指定單元相連的單元。18 by face: 選擇與指定單元為同一面的單元。在option命令中modeling的feature angle選項(xiàng)可以改變選擇的單元區(qū)域。 30（默認(rèn)） 50 10以上所介紹的單元選擇方法中黑體字的比較常用，請(qǐng)大家注意。第二章mesh步驟第一節(jié) 殼體mesh這節(jié)我詳細(xì)介紹Geom、2D、Tool，這三類包含進(jìn)行殼體mesh的主要命令。其中這些命令都是我們在做前處理時(shí)經(jīng)常使用的命令，希望大家可以熟練的掌握。為

17、了加深對(duì)這些命令的理解，我們要做大量的練習(xí)來熟悉命令，從而達(dá)到融會(huì)貫通。練習(xí)一： 圖2-1-1在這個(gè)練習(xí)中，我們將詳細(xì)地講一下在整個(gè)mesh過程中的每一個(gè)步驟，和具體的命令。并且配以圖片說明，因?yàn)槿f事開頭難，希望大家都有一個(gè)好的開始。具體步驟如下：在collect中新建立一個(gè)工作層，快捷鍵是F11。鼠標(biāo)左鍵單擊name，在主視窗內(nèi)點(diǎn)選幾個(gè)模型，這樣幾何模型的名字就會(huì)出現(xiàn)在后面的輸入框內(nèi)，后面加下劃線加“shell”，選擇自己喜歡的顏色，點(diǎn)擊creat。首先使用F12(2D-automesh)，點(diǎn)擊reset選擇要mesh的面。element size是對(duì)你所做單元的長度要求。單位是mm。其中i

18、nteractive是以邊界為基礎(chǔ)的劃分網(wǎng)格，automatic是自動(dòng)劃分網(wǎng)格。如圖2-1-2。 圖2-1-2選中的幾何模型表面會(huì)以高亮的反白顯示，如果在0D的視圖下難以選擇可以在固定面板中使用命令vis pots，將幾何模型切換到中選擇3D視圖，這樣選擇起來就比較容易了。（如圖2-1-3）但是要注意，這時(shí)的automesh命令是需要通過面板操作打開的，不能是通過快捷鍵打開的，否則automesh命令就會(huì)自動(dòng)退出。 圖2-1-3對(duì)所選取的face進(jìn)行mesh，face之間的間隔用綠線表示（在geom中），如果取消綠線，將被認(rèn)成同一個(gè)face。取消綠線用geom菜單下的geom cleanup。

19、左鍵點(diǎn)擊你所取消的線，右鍵還原你所取消的線。點(diǎn)擊mesh，表面將會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)格，鼠標(biāo)點(diǎn)擊邊界上的數(shù)字可以改變節(jié)點(diǎn)數(shù)，左鍵是增加，右鍵是減少。確認(rèn)后點(diǎn)擊return來表示確定。如圖2-1-4 圖2-1-4remesh單元比較差的區(qū)域。還是在automesh的菜單里，把surfs換成elem，就是改成對(duì)單元的操作。對(duì)于大小不均勻的邊界上的點(diǎn)，可以通過改變點(diǎn)數(shù)來平均分配。即鼠標(biāo)左鍵單擊自由節(jié)點(diǎn)上的數(shù)字使點(diǎn)數(shù)增加一個(gè)，再用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)數(shù)，使節(jié)點(diǎn)減少到原有的個(gè)數(shù)。如圖2-1-5 圖2-1-5繼續(xù)mesh其它的面，每mesh一個(gè)面就要檢查edge是那些看似重合的點(diǎn)重合起來。在edge界面上，element

20、是指你要重合的范圍是哪些element, tolerance指的是公差，在這個(gè)數(shù)值之內(nèi)的所有的沒有重合的點(diǎn)都將被找到，公差是可以設(shè)的，要根據(jù)自己的mesh尺寸的大小料調(diào)整。其中在重合點(diǎn)之前要看清楚你要重合的點(diǎn)，所以要先點(diǎn)擊preview equiv預(yù)覽這些點(diǎn)，取人正確以后再點(diǎn)擊equivalence合并它們。如圖2-1-6 圖2-1-6這里我們對(duì)edge做一些基本的解釋，所謂edge就是一個(gè)模型的邊緣，HyperMesh會(huì)自動(dòng)檢查整個(gè)模型的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)自由的節(jié)點(diǎn)時(shí)就認(rèn)定它為模型的邊緣。這樣，在后面的有限元分析計(jì)算時(shí)，這個(gè)模型的受力、受熱等邊界條件將不會(huì)再繼續(xù)傳遞下去。所以我們需要檢查的

21、是一些錯(cuò)誤的edge。如圖2-1-7：圖中的紅線是HyperMesh尋找出的edge，在整個(gè)模型的邊緣都會(huì)有edge這是正確的，我們需要檢查并消除的是左圖中出現(xiàn)在模型中間edge。 錯(cuò)誤 正確 圖2-1-7在做完所有的表面以后還要重新在檢查一次edge，看是否符合模型的形狀。檢查模型的厚度，首先使用F8命令的on line選項(xiàng)，在模型的厚度方向的線上建點(diǎn)，如圖2-1-8，然后使用F4命令來測量。 圖2-1-8重新命名你所做的模型，命令是2Drename，命名規(guī)則是模型的名字+下畫線+模型的厚度。調(diào)整法線方向，快捷鍵shiftF10，選擇需要調(diào)整的單元和基準(zhǔn)單元點(diǎn)擊 adjust normals

22、即可，注意要先保證單元沒有edge才可以調(diào)整。（如圖2-1-9，2-1-10） 圖2-1-9 圖2-1-10把表面的單元offset到中面。用2D下的offset命令。選擇第三項(xiàng)shell offset， 選中全部我們需要的單元，距離輸入幾何模型厚度的一半。點(diǎn)擊offset就可以了檢查質(zhì)量。F10來檢查質(zhì)量。具體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如圖所示：調(diào)整單元的質(zhì)量。用F6(2D-edit element)的命令的clean up功能，在調(diào)整之前，要對(duì)內(nèi)部的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，點(diǎn)擊set ranges進(jìn)入設(shè)定界面，具體設(shè)定如下：設(shè)定好后點(diǎn)擊一次return，退出參數(shù)設(shè)定界面，在模型的節(jié)點(diǎn)上直接托拽即可。紅色為不合格，黃

23、色為警告。也可用translate命令來處理單元質(zhì)量。具體方法在本章的五節(jié)講述。再次檢查edge。find edge后一定要馬上刪除掉edge。再次檢查質(zhì)量。這樣，一個(gè)完整的部件就算做完了，在做的過程中我想大家會(huì)遇到很多我這里沒有列舉出的問題。例如如何才能使單元更美化？什么樣的MESH才算是好MESH？那些質(zhì)量要求都是什么意思？像這樣的問題我們會(huì)在進(jìn)一步的練習(xí)中慢慢的滲透進(jìn)去。上面這個(gè)練習(xí)只不過是在告訴大家一個(gè)MESH的全過程，讓大家有一個(gè)總體的了解。最后讓我們再回憶一下整個(gè)步驟：1首先建立新的工作層；2接著選取幾何模型的表面mesh；3而后是對(duì)不滿意的單元進(jìn)行局部的remesh；4檢查edg

24、e；5檢查單元法線方向；6測量模型厚度并且重命名我們新建的層。7 offset 模型；8 檢查單元質(zhì)量；1D 檢查的具體解釋名稱解 釋free 1-ds檢查是否存在自由的邊rigid loopdependency檢查是否存在rigid和rigid相連的現(xiàn)象2D 檢查的具體解釋名稱解釋warpage單元的翹曲度aspect單元的長寬比skew單元的最大角與最小角的比quads min angle四邊形的最小角quads maxangle四邊形的最大角length單元的邊長jacobian單元的方正性trias min angle三角形的最小角trias maxangle 三角形的最大角save

25、failed存貯壞單元duplicates重復(fù)的單元connectivity連接的單元3D 檢查的具體解釋名稱解釋warpage單元的翹曲度jacobian單元的方正性tet collapse四面體單元坍塌指數(shù)第二節(jié) mesh優(yōu)化與automesh命令上一節(jié)我們所給出的練習(xí)目的只是讓大家了解mesh的整個(gè)操作流程，模型可以說非常簡單，而在實(shí)際工作中我們要面對(duì)的是復(fù)雜的多的模型，從本節(jié)開始我們會(huì)逐漸加大模型的難度，并且配合這些模型介紹更多的命令，熟練靈活的掌握這些命令的應(yīng)用技巧可以提高工作效率和更好的完成建模工作。我們開始做第二個(gè)練習(xí)：打開文件。觀察表面的特征。從而發(fā)現(xiàn)，這個(gè)部件是對(duì)稱的。所以我

26、們就可以只做一邊，另一邊用tool-reflect命令反射過去。先從復(fù)雜的地方做起是mesh的原則，所以先從頂部開始做起，使用F12命令。remesh頂部。改變邊界的數(shù)量，使得正方形比較整齊。同時(shí)，也是的正方形的數(shù)量最多。做90度的拐角處。這個(gè)地方一定要注意，它是整個(gè)部件的受力重點(diǎn)，所以我們一定要細(xì)化，必須做兩層以上的單元，包括兩層。我們開始對(duì)geometry進(jìn)行前期處理，使它更容易mesh出好的模型。首先是抓取中面，在第一節(jié)中我們講到，在mesh好表面后再offset到中面，但是有時(shí)因?yàn)樵诠战翘幍幕《冗^大或因?yàn)槟Ｐ秃芎?，很難判斷出在拐角處應(yīng)該做幾層單元，所以我們可以對(duì)geometry 進(jìn)行前

27、期處理。在geom的surface edit中有offset的命令，這個(gè)命令我們稍后介紹。上一節(jié)我們提到過cleanup這個(gè)命令，但是沒有使用它，首先我們要用cleanup清除掉小特征線后，開始劃分網(wǎng)格。模型側(cè)面的兩個(gè)角上有一些小的特征線，這對(duì)我們后面的mesh會(huì)造成一些麻煩，因?yàn)镠yperMesh默認(rèn)在每一個(gè)幾何特征的地方都保留一個(gè)節(jié)點(diǎn)。所以如果保留這些小特征對(duì)幾何表面進(jìn)行mesh會(huì)產(chǎn)生很多小的單元，這樣劃分的單元大小不一，單元質(zhì)量也非常不好。因此我們要提前清理這些小特征線。這個(gè)命令在geomgeom cleanup打開這個(gè)命令后我們不必做任何設(shè)置，直接在幾何模型上執(zhí)行點(diǎn)擊操作即可。綠色實(shí)線

28、是模型的分隔線，左鍵點(diǎn)擊使綠色實(shí)線變?yōu)樗{(lán)色虛線這個(gè)特征線就被忽略了，右鍵點(diǎn)擊還可以恢復(fù)這些特征線。如果用右鍵直接點(diǎn)擊綠色特征線，就會(huì)變?yōu)榧t色的實(shí)線，這時(shí)相鄰的兩個(gè)幾何面就成為了兩個(gè)不連續(xù)的面，而綠色的實(shí)線表示兩個(gè)面實(shí)連續(xù)的。三種面之間的關(guān)系可以表示為圖2-2-1不連續(xù)的兩個(gè)幾何表面（紅色實(shí)線） 左鍵點(diǎn)擊 右鍵點(diǎn)擊連續(xù)的兩個(gè)幾何表面（綠色實(shí)線） 左鍵點(diǎn)擊 右鍵點(diǎn)擊同一個(gè)幾何表面（藍(lán)色虛線） 圖2-2-1圖2-2-2中角上的藍(lán)色虛線就是我們忽略掉的特征線，兩個(gè)地方的線都需要忽略，大家注意右下角的兩條線都被忽略了，因?yàn)槲覀兿Ｍ谟蚁陆堑幕⌒畏秶鷥?nèi)有3個(gè)節(jié)點(diǎn)來描述，如果我們只忽略其中一條線這段弧形范圍

29、內(nèi)就不會(huì)平均產(chǎn)生三個(gè)節(jié)點(diǎn)。圖中左下角的地方因?yàn)樘卣鞅容^小了我們只能用一個(gè)單元來模擬，所以下面的兩條特征線也需要全部忽略。 圖2-2-2選取我們要mesh的幾何模型表面點(diǎn)擊mesh，這時(shí)我們可以適當(dāng)改變單元邊界的節(jié)點(diǎn)數(shù)，讓網(wǎng)格的規(guī)劃更為整齊，三角形數(shù)量達(dá)到最少并且更符合geometry。如圖2-2-3，我們把左下角的節(jié)點(diǎn)數(shù)由2增加到3，這樣單元質(zhì)量也更好了，也更加符合幾何模型了。我們曾經(jīng)試圖把下面的節(jié)點(diǎn)數(shù)由6增加到7，以消除那里的三角形，但是軟件自動(dòng)mesh的結(jié)果不能讓我們滿意，所以還是暫時(shí)保留了這個(gè)三角形，準(zhǔn)備稍后對(duì)這個(gè)區(qū)域的單元進(jìn)行remesh。對(duì)于模型上面的網(wǎng)格劃分變動(dòng)比較大，如圖2-2-

30、4，我們把縱向的單元節(jié)點(diǎn)由自動(dòng)生成的3增加到4，這樣這個(gè)模型就是左右對(duì)稱的了，本節(jié)開始我們說過，我們只需做這個(gè)模型的一半，而后把單元用reflect命令反射過去，所以模型最好是左右對(duì)稱的。在標(biāo)注2的地方，為了更好的描述幾何模型拐彎的弧角，我們把單元數(shù)增加到兩個(gè)。在圓通里面，我們?yōu)榱藛卧恼R，將節(jié)點(diǎn)數(shù)從4增加到8。因?yàn)樵谶@種幾何模型是弧面的地方減少單元數(shù)是非常不明智的，首先減少單元數(shù)勢必會(huì)出現(xiàn)三角形，這樣在應(yīng)力本就比較集中的地方再出現(xiàn)三角形，會(huì)造成失真的應(yīng)力集中。其次，這樣做出的單元質(zhì)量很難合格，特別是warpage這一項(xiàng)，基本沒有可能達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。所以我們權(quán)衡利弊，哪怕會(huì)出現(xiàn)一些比較小的單

31、元，我們也要增加單元數(shù)來消除這些不利的情況。213 圖2-2-3 圖 2-2-4剛才我們說過，模型側(cè)面右下角部分網(wǎng)格并不是很好，需要進(jìn)一步優(yōu)化。點(diǎn)擊automesh命令中surf前面的箭頭，在出現(xiàn)的選擇框中選擇element。重新劃分，增加下面的節(jié)點(diǎn)數(shù)后發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格劃分也不是很好，如圖2-2-5，尤其是最右下角的兩個(gè)單元十分差，這時(shí)可以用type選項(xiàng)，點(diǎn)擊set all使單元盡量用方形劃分。如圖2-2-6。 圖2-2-5 圖2-2-6我們把下面的單元數(shù)減少到原來的五個(gè)，并且用方形單元進(jìn)行規(guī)劃，這次的網(wǎng)格比較令人滿意，只是還有一個(gè)三角形（如圖2-2-7）。我們可以再進(jìn)行一次remesh，增加側(cè)向的節(jié)

32、點(diǎn)數(shù)來消除這個(gè)三角形。之后用smooth命令使單元連接處更加平滑均勻。最后的網(wǎng)格見圖2-2-8。 圖2-2-7 圖2-2-8下面我們要做的就是檢查edge，調(diào)整法線，offset單元，調(diào)整質(zhì)量，最后再進(jìn)行reflect。我們用F6命令中的cleanup命令對(duì)單元質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整。首先看側(cè)面的這個(gè)不合格的單元，它是三角形最大角不合格我們只需要按照?qǐng)D2-2-9中所畫的提示拖動(dòng)節(jié)點(diǎn)就可以調(diào)整好這個(gè)單元。再把周圍的單元也稍稍調(diào)整一下讓整個(gè)mesh更加均勻平滑。 圖2-2-9接著我們看模型頂面的不合格單元，這幾個(gè)單元主要是jacobian不合格，Jacobian是單元的方正度，主要的參考依據(jù)是四邊形兩條相對(duì)

33、邊的長度差，如果這個(gè)差值越大，單元質(zhì)量也就越差。請(qǐng)看圖2-2-10的調(diào)整方法圖中箭頭越長表示移動(dòng)越多。 圖2-2-10在調(diào)整單元質(zhì)量的時(shí)候，我們有幾點(diǎn)是需要注意的，首先，如果單元質(zhì)量過差，或者不好的單元集中在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，首先要考慮的是重新規(guī)劃網(wǎng)格劃分，一味的用托拽來調(diào)整單元質(zhì)量并不是很好的選擇。第二，cleanup命令調(diào)整jacobian和最大角的命令比較方便，但是對(duì)于warpage就不是很方便，調(diào)整warpage最好用translate命令。因此在調(diào)整單元質(zhì)量時(shí)需要區(qū)分出不合格單元的原因，對(duì)不同的單元采取不同的辦法。最后，如果單元實(shí)在難以合格，可以稍稍忽略geometry，但是要掌握度，偏差

34、不要不要過大，能夠?qū)卧{(diào)整合格即可。如果需要偏差很大才能滿足單元質(zhì)量，我們就要考慮改變mesh的規(guī)劃了。前面我們曾經(jīng)說過，這個(gè)模型是對(duì)稱的。我們可以用reflect命令將做好的單元鏡像到另一面。這樣做不僅是能夠節(jié)省時(shí)間，也避免因?yàn)閱卧獎(jiǎng)澐值脑?，?dǎo)致對(duì)稱的模型最后有限元分析的結(jié)果不對(duì)稱。需要注意的是，最好將單元全部調(diào)整好后再進(jìn)行鏡像，以免做重復(fù)的工作。首先在geometry上建立三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)需要能夠左右對(duì)稱并且中點(diǎn)應(yīng)該是中心。打開tool中reflect命令，選擇好需要鏡像的單元，在單元中選擇duplicate,用N1、N2來定義鏡像的方向，用base點(diǎn)定義中心，點(diǎn)擊reflect（如圖

35、2-2-11，2-2-12）。鏡像后再合并一下邊界，檢查單元質(zhì)量，這個(gè)模型就算完成了。（如圖2-2-13） 圖2-2-11 圖2-2-13 圖2-2-12第三節(jié) 用單元編輯命令優(yōu)化網(wǎng)格劃分讓我們再做一個(gè)練習(xí)。在這個(gè)練習(xí)中主要學(xué)習(xí)運(yùn)用單元編輯命令與automesh命令結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化單元。清理掉小特征線后用automesh命令劃分網(wǎng)格，有的地方為了更好的描述geometry左下角的地方要增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格劃分并不是很好，需要進(jìn)一步處理單元。如圖（231）用F8命令on line在右下角的線上建3個(gè)點(diǎn)，用F3命令將單元的節(jié)點(diǎn)合并到比較合適的地方。（如圖232）。接著用automesh命令選擇合適的

36、單元進(jìn)行優(yōu)化。這樣除了左下角一部分的單元，其他地方網(wǎng)格的劃分都比較滿意了。（如圖233） 圖2-3-1 圖2-3-2 圖2-3-3用F2命令刪掉左下角中間兩個(gè)比較小的單元，用F3命令選中“at mid-point”選項(xiàng)，將兩邊的單元合并在一起。（如圖2-3-4）選擇合適的區(qū)域remesh，如圖2-3-5。通過觀察我們發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樽笙陆堑姆叫螁卧獙?dǎo)致網(wǎng)格劃分比較混亂，所以我們要用F6命令將這個(gè)單元切開。選擇F6 edit element命令，選擇第三項(xiàng)split,先選擇要編輯的單元，點(diǎn)擊split,在單元的兩側(cè)分別點(diǎn)擊，勿必使切割線穿過編輯單元。(如圖2-3-6)之后繼續(xù)選擇單元remesh，可以

37、適當(dāng)增減左側(cè)和下邊的節(jié)點(diǎn)數(shù)，使單元更加整齊(如圖2-3-7)。這樣只要把左邊的兩個(gè)三角形合并在一起，就基本上可以了(如圖2-3-8)。其實(shí)還可以做的更好（如圖2-3-9）。 圖2-3-4 圖2-3-5 圖 2-3-6 圖2-3-7 圖2-3-8 圖2-3-9 這一節(jié)，我們進(jìn)一步通過一個(gè)小模型來講解automesh用其他命令結(jié)合達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)格劃分的目的。最后我們總結(jié)一下前兩節(jié)所講的內(nèi)容。1.在建模前首先觀察模型找到模型的特點(diǎn)，模型是否對(duì)稱，有沒有相同或相似的部位，哪些部位比較復(fù)雜，哪些部位需要特殊處理都需要事先考慮，整個(gè)建模步驟整體規(guī)劃好后再著手mesh可以節(jié)省很多時(shí)間避免不必要的重復(fù)操作，減小勞

38、動(dòng)強(qiáng)度。這在復(fù)雜的模型中尤為重要，我們通常會(huì)考慮好哪一部分用什么樣的命令建模后再著手mesh。2模型的前期處理也是十分重要的，用clean up命令消除小的特征線，和提取中面都是為了更準(zhǔn)確，更快捷的完成建模任務(wù)。但要注意的是，在消除小特征線的時(shí)候一定要謹(jǐn)慎，要區(qū)分出主要特征線和不必要的小特征線，尤其在彎曲的面上，如果錯(cuò)誤的忽略了主要特征線會(huì)使網(wǎng)格劃分與geometry產(chǎn)生偏差。3這里我們還是要重點(diǎn)討論一下何謂好的mesh。mesh的好壞直接影響分析的結(jié)果，那么究竟何謂好的mesh呢，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)得出以下幾點(diǎn)。 （1）模型要符合geometry。在上面的練習(xí)中大家會(huì)注意到，我們要在一些圓角的地

39、方增加一個(gè)甚至是幾個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)，在曲面的拐角地方至少要做兩層單元，這些都是為了更好的符合geometry。試想我們的建模已經(jīng)偏離了原有的幾何圖形，怎么可能得出準(zhǔn)確的結(jié)果呢。（2）單元的質(zhì)量要求，這是一個(gè)勿庸置疑的要求，不作贅述。（3）單元尺寸盡量均勻，對(duì)于任何一個(gè)建模我們都會(huì)有單元的尺寸要求，這是一個(gè)范圍上的要求，不一定要完全符合，在一些細(xì)小的特征處有比較小的單元是合理的，也是必要的。只要整個(gè)模型絕大多數(shù)是在這個(gè)尺寸附近的即認(rèn)為是符合要求的。但要注意的是不要有過大的單元，automesh有時(shí)會(huì)自動(dòng)劃分出比較大的單元，有的單元甚至?xí)鑫覀円笠槐吨?。這種現(xiàn)象在大平面的automesh時(shí)最為常

40、見。這就要求我們在automesh后做一下全局的觀察，發(fā)現(xiàn)這種單元后選擇合適的區(qū)域remesh。（4）三角形的數(shù)量盡量減少。三角形的單元會(huì)造成不正常的應(yīng)力集中，因此我們要盡力減少不必要的三角形。如果三要形都是向一個(gè)方向的，說明單元的數(shù)量由一邊向另外一邊遞減，這種三角形沒有特殊的要求是不必減少的，但是如果兩個(gè)三角形是相對(duì)的，這種三角形是可以消除的，我們應(yīng)該盡力去消除。如果automesh不能起作用我們就用單元編輯命令的切割功能將其割開。（5）mesh的網(wǎng)格的紋路要順直，不要有大的方向性的變化。4上面的練習(xí)中我們主要介紹了automesh命令，現(xiàn)在我們對(duì)這個(gè)命令做一個(gè)總結(jié)。automesh的自由節(jié)

41、點(diǎn)可以改變，節(jié)點(diǎn)數(shù)改變后會(huì)平均分配。命令中的type選項(xiàng)可以使網(wǎng)格最大程度的用方形單元?jiǎng)澐?，但是?huì)出現(xiàn)比較差的單元。所以應(yīng)該反復(fù)選擇remesh直至出現(xiàn)比較滿意的效果。同時(shí)要注意在remesh時(shí)選擇的區(qū)域要盡量規(guī)則、方正，因?yàn)橹挥羞@樣automesh計(jì)算出的網(wǎng)格劃分才會(huì)更加整齊，出現(xiàn)最少的三角形。element size:控制單元尺寸vertex angle:控制弧度劃分break connectivity：打破邊界anchor nodes: 固定節(jié)點(diǎn)改變單元類型可以選擇element type后點(diǎn)擊set all或直接點(diǎn)擊主控面板上的圖標(biāo)。5automesh命令并不是萬能的，在處理單元?jiǎng)澐謺r(shí)

42、有很多不足所以需要手工編輯單元。其實(shí)在復(fù)雜的模型中我們可以用很多命令生成單元，automesh并不是最主要的方法。第四節(jié) 幾何表面的處理我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況，幾何模型因?yàn)楦鞣N原因不能滿足我們做建模的需要，所以我們要在前期對(duì)這些模型做一些處理，比如前兩節(jié)提到的clean up，建立中面等命令，為了方便大家后面的學(xué)習(xí)，我們在這一節(jié)就專門來談一談幾何模型的處理。HyperMesh雖然不是專門的三維制圖軟件，但是也附帶一些幾何模型的處理命令，在命令面板中的geom中都是針對(duì)幾何模型的處理命令，這一節(jié)就挑選一些目前我們認(rèn)為比較方便實(shí)用的命令給大家做一下簡單的介紹。針對(duì)幾何面的命令主要有g(shù)eom cl

43、eanup，defeature，surface edit，midsurface，F(xiàn)Esurf。Geom cleanup：這個(gè)命令我們已經(jīng)在本章的第二節(jié)做過一些介紹。這里只是簡單做一些補(bǔ)充。 圖2-4-1我們一般用到的只是默認(rèn)的選項(xiàng)toggle，如圖2-4-1我們可以改變cleanup tolerance以方便進(jìn)行模型清理，尤其有時(shí)候兩個(gè)破面（兩個(gè)不連續(xù)的面）之間的距離很大，我們就要增加這個(gè)公差值，這樣這兩個(gè)面就合并在一起了。我們也可以用cleanup來批量處理面，選擇最后一個(gè)選項(xiàng)equivalence，選中我們要處理的所有面，然后定一個(gè)合適的公差，點(diǎn)擊equivalence?？梢砸淮翁幚肀容^多

44、的面。Defeture：這個(gè)命令最常用的功能是消除導(dǎo)角，在一些模型，特別是塑料件的模型中會(huì)有一些導(dǎo)角，但是有時(shí)這些導(dǎo)角的特征太小難以描述，所以我們要把他們忽略。打開geomdefeature命令；選擇第三個(gè)分選項(xiàng)surf fillets。如圖2-4-2這時(shí)如果我們有明確的簡化的目標(biāo)，可以點(diǎn)擊find fillets進(jìn)入下一個(gè)界面。如圖2-4-3 圖2-4-2 圖2-4-3選擇好要消除的導(dǎo)角，點(diǎn)擊remove導(dǎo)角就被消除了。但是要注意，選擇的導(dǎo)角一定要是一個(gè)，或者幾個(gè)連續(xù)的面，否則是不能消除的。如果出現(xiàn)了破面，可以點(diǎn)擊reject命令恢復(fù)。我們還可以批量處理，如果一個(gè)模型需要消除的導(dǎo)角比較多，我

45、們可以在圖2-4-2的界面內(nèi)在“l(fā)ine”前面的下拉菜單內(nèi)選擇surf，界面就變成了圖2-4-4的形式。在surf處選擇模型里所有的面，在min radius中輸入最小的導(dǎo)角界面的半徑，這里最好輸入一個(gè)比較小的數(shù)值如。在max radius中輸入一個(gè)值，這個(gè)值也不要太大。如果太大的話，可能會(huì)選中一些本不應(yīng)該選中的面。具體數(shù)值要根據(jù)模型的情況而定，多數(shù)是1，2左右。最后點(diǎn)擊find fillets，電腦會(huì)自動(dòng)找到合適的導(dǎo)角，并且界面變成2-4-3的界面。這時(shí)我們可以再處理一下找到的面，用右鍵取消那些不需要消除的面。最后點(diǎn)擊remove所有選中的導(dǎo)角就被忽略了。 圖2-4-4如果感覺這樣的導(dǎo)角比較

46、難選擇，還有一種方法可以讓HyperMesh自動(dòng)選擇?；氐綀D2-4-2的界面，在下拉菜單中選擇line，選擇導(dǎo)角切面上的線，選擇一條就可以了。點(diǎn)擊find fillets，可以發(fā)現(xiàn)與這條線在同一截面內(nèi)的導(dǎo)角面就全都被選中了。如圖2-4-5，2-4-6。 圖2-4-5 圖2-4-6每個(gè)方法都有自己的特點(diǎn)，大家可以根據(jù)工作時(shí)的實(shí)際需要選擇運(yùn)用。不過都有可能出現(xiàn)不能消除的導(dǎo)角，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)破面，我們對(duì)這種情況也沒有太好的辦法，只能是mesh后再從新remesh單元。我們只能做的就是盡量減少這種情況的產(chǎn)生，讓導(dǎo)角的面盡量整齊，再進(jìn)行defeature。在比較復(fù)雜的特征時(shí)，這的確是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，需

47、要大家多動(dòng)腦筋考慮好后在defeature。個(gè)人認(rèn)為最后這個(gè)方法比較好，既可以省去選擇導(dǎo)角的時(shí)間，有能較有目標(biāo)的去除導(dǎo)角，而且可以減少出現(xiàn)破面的機(jī)會(huì)。Midsurface:顧名思義，這個(gè)命令可以用來建立中面，因?yàn)槲覀冏鰵んw建模時(shí)最后需要把FEA模型放在幾何模型的中面的位置上，所以這是個(gè)十分常用的命令。打開geommidsurface命令，我們一般有兩種用法，第一種是選擇solid，如圖2-4-7，只需要在surfs處選擇一個(gè)模型的所有面，點(diǎn)擊extract就會(huì)生成中面，不過對(duì)于復(fù)雜的，尤其是有復(fù)雜肋板的模型通常會(huì)生成破面，但是對(duì)比較簡單的模型還是有比較好的效果的。建議大家可以對(duì)復(fù)雜的模型可以先

48、試著生成，如果不成功在用別的方法。 圖2-4-7第二種使用方法是選擇between surfs，雖然這個(gè)功能只能生成兩個(gè)面的中面，但是也有比較實(shí)用的地方，我們知道塑料件的肋板都有一個(gè)拔模傾角，就是肋板的上下厚度不同，如圖2-4-8。所以我們mesh好肋板的表面不能offset到中面，只能投影到中面。但是選取這個(gè)中面十分麻煩，如果不能抓取中面就需要在線上建很多點(diǎn)，再找出兩點(diǎn)的中點(diǎn)。如果我們有這肋板的中面，即使不能直接mesh這個(gè)中面，（因?yàn)檫@個(gè)中面的形狀有時(shí)也不完全符合幾何模型）至少在投影的時(shí)候也比較方便。如圖2-4-9，選擇肋板的一個(gè)面，再選擇相對(duì)的一面，點(diǎn)擊extract。電腦就會(huì)生成一個(gè)中

49、面，并且存儲(chǔ)在一個(gè)新生成的名為Middle surface的層中。如圖2-4-10 圖2-4-8 圖2-4-10 圖2-4-9Surface edit：這個(gè)命令也是十分常用的命令，我們通常會(huì)遇到需要切割幾何模型表面的情況，這時(shí)就可以用這個(gè)命令來操作。比如左右對(duì)稱的模型，如果在中點(diǎn)上有一條分界線，我們mesh的時(shí)候就可以只mesh一邊，不必?fù)?dān)心超過中間的分隔線。有時(shí)候因?yàn)橐恍┰?，我們要把幾何模型的表面按一定的要求分隔開來。Surface edit命令也可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。下面我們就具體介紹一下這些命令的使用方法：1首先介紹最常用的一項(xiàng)trim with surf如圖2-4-11這個(gè)模型，很明顯是

50、一個(gè)左右對(duì)稱的模型，如果在中央分界處有一條分界線，我們mesh起來就非常方便了。所以現(xiàn)在要做的就是把這個(gè)模型從中間切割開。打開geom Surface edit命令，選擇第三項(xiàng)trim with surf。Surfs處選擇這個(gè)模型所有的面，先在模型上建立三個(gè)點(diǎn)，注意要保證模型的中截面上有一個(gè)點(diǎn)。這時(shí)定義方向，我們可以用三點(diǎn)定義方向，這時(shí)我們?nèi)c(diǎn)確定的面就是截面。不過有時(shí)這樣不能保證準(zhǔn)確，我們也可以定義一個(gè)坐標(biāo)方向，因?yàn)镃AD制圖在絕大多數(shù)情況下也是按照坐標(biāo)方向定義的。如圖2-4-12，這個(gè)模型就是按照X方向?qū)ΨQ的。所以我們就打開方向點(diǎn)前面的下拉菜單，選擇坐標(biāo)X方向，base點(diǎn)選擇模型中間的點(diǎn)，

51、點(diǎn)擊trim，模型就被切割為對(duì)稱的兩部分了。如圖2-4-13 圖2-4-11 圖2-4-12 圖2-4-132Trim with nodes這個(gè)命令十分簡單，如果模型表面需要按照特殊的要求被分隔，我們可以使用這個(gè)命令，在Surface edit命令中選擇第一項(xiàng)Trim with nodes，如圖2-4-14。只要我們在模型的邊界線上選兩個(gè)點(diǎn)，軟件就會(huì)自動(dòng)找到這兩個(gè)點(diǎn)中間的面，并且按照這兩個(gè)點(diǎn)為界限將找到的這個(gè)面分割為兩部分。但是切割的方式是延最短的直線方式切割的，如果要有弧形的切割要有，就需要將trim surfs with參數(shù)定義為multiple nodes這樣切割線就是一條弧線。 圖2-

52、4-143offset這個(gè)offset命令和前面我們提到的offset命令有相同的功能，只不過這個(gè)命令的操作對(duì)象是幾何模型，前邊提到的命令操作對(duì)象是FEA模型。這個(gè)命令的主要用途也是生成中面。前面我們說過，用middle surface命令生成中面有時(shí)會(huì)產(chǎn)生破面?，F(xiàn)在我們又多了一個(gè)選擇。我們可以把幾何模型的表面offset到中面的位置，而后再進(jìn)行mesh。如果要生成中面，最好新建一個(gè)層，用來存儲(chǔ)中面的幾何體，在Surface edit命令中選擇最后一項(xiàng)offset，在surfs處選擇模型一側(cè)的表面，通常選擇一個(gè)面然后用by face就可以將其他的都選中。選中后，我們要檢查一下表面的法線方向，這

53、個(gè)命令中只能延法線正方向offset，點(diǎn)擊show normal。這里有兩種法線顯示方式：color display normals和vector display normals。即用顏色顯示和用箭頭顯示，我們可以任意選擇。用顏色顯示時(shí)，紅色表示向外，藍(lán)色表示向內(nèi)。我們當(dāng)然需要向內(nèi)offset表面，所以如果方向相反的話就點(diǎn)擊reverse normal將法線反過來就可以了。這時(shí)duplicate所選中的單元，在duplicate時(shí)選擇current comp這樣復(fù)制出的幾何面就存儲(chǔ)在新建的層中了。如圖2-4-15輸入要offset的數(shù)值，點(diǎn)擊offset。模型的表面就到中面的位置了。 圖2-4

54、-15第四節(jié) Washer的做法首先看一下這個(gè)模型，這是一個(gè)左右對(duì)稱的模型，我們需要用surface edit命令將模型切割為兩部分。這個(gè)模型比較特殊的地方是模型正面比較大的兩個(gè)的圓孔需要做washer。所謂washer就是墊圈。因?yàn)檫@兩個(gè)圓孔是螺栓的連接孔，我們知道在螺栓連接的周圍通常會(huì)有很大的應(yīng)力集中，所以這個(gè)孔周圍的mesh需要比較高的質(zhì)量，不能有三角形。所以在有限元分析中這種螺栓孔周圍有一種固定的網(wǎng)格劃分方法，是由一圈完全相同的方形單元組成，稱之為washer。Washer是建模工作中一個(gè)比較重要的部分，希望大家認(rèn)真學(xué)習(xí)。現(xiàn)在我們來具體講解washer的做法，首先在線上建點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)一般為

55、5個(gè)或3個(gè)。用F4命令建立兩個(gè)點(diǎn)的中點(diǎn)或三個(gè)點(diǎn)的圓心，總之要找到螺栓孔的圓心。(如圖2-4-1)第二步用translate命令將任意一個(gè)點(diǎn)duplicate后延半徑方向移動(dòng)一段距離，這個(gè)距離通常為mesh尺寸的一半。(如圖2-4-2，2-4-3) 圖2-4-1 圖 2-4-2 圖2-4-3 接下來使用2Dspin命令：選擇我們剛才translate的兩個(gè)點(diǎn)。方向點(diǎn)選擇孔周圍的點(diǎn)來定義旋轉(zhuǎn)的平面，base點(diǎn)選擇孔的圓心，角度360(特殊情況用180)下面的選項(xiàng)中建議選擇：mesh, w/o surf (如圖2-4-4，2-4-5) 圖 2-4-4 圖2-4-5最后automesh washer周

56、圍的面，用F3命令將這些單元連接在一起，remesh周圍的單元(如圖2-4-4)。旁邊的小孔沒有必要做washer留出一個(gè)方孔即可。圖2-4-4最后，總結(jié)和拓展一下washer做法，做washer的命令看似簡單其實(shí)內(nèi)藏玄機(jī)，如何能夠讓washer與周圍的單元盡量好的結(jié)合在一起，在實(shí)踐中你會(huì)發(fā)現(xiàn)這其實(shí)是一個(gè)十分值得討論的問題。如圖2-4-4，washer周圍基本沒有三角形，單元的質(zhì)量也很好，現(xiàn)在把我們的經(jīng)驗(yàn)?zāi)贸鰜砉┐蠹矣懻?，其?shí)只要把握住三點(diǎn)，washer就可以與周圍的單元比較好的連接。首先就是washer的邊長，為什么我們在translate時(shí)要選擇mesh尺寸的一半，就是這個(gè)原因。雖然沒有找

57、出理論的依據(jù)，但是根據(jù)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用這樣的尺寸能夠達(dá)到連接的尺寸要求。其次是washer單元的個(gè)數(shù)，一般的螺栓孔washer周圍都會(huì)是6個(gè)或8個(gè)單元也會(huì)有比較大的孔但多數(shù)會(huì)是偶數(shù)。至于具體是幾個(gè)，一個(gè)小竅門就是選擇mesh, w/o surf，由電腦計(jì)算出單元的個(gè)數(shù)，我們再稍加調(diào)整即可。最后是washer的方向，有時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)washer周圍的單元發(fā)生扭曲，或有很多三角形，這時(shí)我們可以試著轉(zhuǎn)動(dòng)washer。首先將模型縮小整體觀察一下automesh網(wǎng)格的線路，如果遠(yuǎn)處單元穿過孔的圓心就旋轉(zhuǎn)washer至單元與其他單元對(duì)齊，如果是節(jié)點(diǎn)的線穿過螺栓孔，就將washer的節(jié)點(diǎn)與其對(duì)齊?？傊?/p>

58、使mesh的紋路能夠平直的延伸通過washer，如果是單元對(duì)節(jié)點(diǎn)，絕大多數(shù)情況會(huì)出現(xiàn)三角形和比較差的單元的。我們應(yīng)該盡力避免。Washer周圍的mesh是一個(gè)比較難處理的地方，即使是一個(gè)熟練的工程師也沒有把握很快很好的處理，也需要反復(fù)的remesh，調(diào)整直至得到滿意的效果。我們的經(jīng)驗(yàn)也僅供參考，還要結(jié)合模型具體分析。相信大家可以通過一定量的練習(xí)是可以掌握其中的要領(lǐng)的。第五節(jié) 復(fù)雜曲面的建模這一節(jié)介紹一些復(fù)雜曲面的建模方法，在扳金件中通常會(huì)有一些特殊的形狀，如一些為了提高剛度設(shè)置的凹槽，bead等，這些特征是十分重要的，它們對(duì)模型的計(jì)算結(jié)果有很重要的影響，并且在建模中是一個(gè)難點(diǎn)。這節(jié)主要介紹這樣

59、特征的做法。首先看圖（2-5-1）圖中其他的特征如我們之前的方法建模，我們主要介紹模型中的bead的做法。圖2-5-1對(duì)于這種模型我們可以用midsurface來生成中面， 但是生成的中面會(huì)產(chǎn)生破面如圖2-5-2，于是我們換用offset的方法來生成中面，這次的效果不錯(cuò)。圖2-5-2 圖2-5-3按照我們以前講的方法先做好其他的表面（如圖2-5-3），模型中bead的部分網(wǎng)格十分差需要重新整理（圖2-5-4），去掉一些小特征將網(wǎng)格整理一下（圖2-5-5）。但是這樣的mesh也并不是很好，三角形過于集中，我們需要進(jìn)一步整理。雖然三角形在這樣的特征中是可以存在的，但是我們也要盡可能的將其減少。這時(shí)

60、我們就可以稍稍忽略geometry，不一定每一條幾何特征線都有單元來描述，但是一定要抓住主要的幾何特征形勢，在這種思想下我們就可以比較順利的作出既符合幾何特征，又有比較高質(zhì)量的模型。否則即使我們消除了三角形，單元質(zhì)量也比較難合格。所以在這種特征的建模工作中，應(yīng)該將更多的時(shí)間和心思花在mesh的規(guī)劃上，而不是在調(diào)節(jié)質(zhì)量的工作上。如何判斷對(duì)幾何的取舍很難有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，需要經(jīng)驗(yàn)的積累，最初在做建模的時(shí)候可能需要多試幾次才能找到比較好的建模，總的原則是四邊形單元不要跨越很明顯的特征，否則warpage會(huì)非常的差，很難調(diào)整最后的辦法只能是割成兩個(gè)三角形。最好是在建模時(shí)就通過網(wǎng)格的規(guī)劃將這些潛在的困難