HyperMesh从入门到精通(盘)--详细介绍
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HyperMesh从入门到精通(盘)
HyperMesh从入门到精通(盘)
作者：于开平
书名：HyperMesh从入门到精通(盘)
定价：￥52 元
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标准书号：&7-03-
字数(千)：&667
出版日期：&
发行号：&TP-2894
点击热度：&27013
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全书共分11章，介绍了HyperMesh的功能、特点和安装方法，&nbspHyperMesh的基本使用方法，使用HyperMesh进行有限元建模的方法，使用HyperMesh进行有限元网格划分的方法和技巧，HyperMesh后处理，使用HyperMesh建立有限元分析模型的实例，HyperMesh与通用求解器的应用实例，HyperMesh针对复杂实体结构的四面体网格划分，HyperMesh与OptiStruct有限元结构分析的实例，HyperMesh与OptiStruct优化分析的实例等内容。
本书适合初次接触HyperMesh软件的人员作为入门参考书，也可作为理工科院校相关专业本科生的参考书，还可供汽车、航空、航天、兵工等行业从事结构分析和设计的其他人员参考阅读。
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有限元分析技术已经发展成为CAE的核心，而贯穿于产品概念设计、详细设计和制造过程的CAE仿真技术对提高产品性能、质量起着举足轻重的作用。作为有限元仿真分析基础的有限元分析前处理技术，有限元网格划分技术和有限元建模技术越来越受到分析人员的重视。据统计，有限元前处理要占CAE分析流程80％的时间，而且计算分析结果的准确性依赖于网格的质量，因此高性能的前后处理软件可以大大缩短CAE分析流程的时间及成本。
总部位于美国的Altair公司是一家具有深厚工程背景的CAE工程软件公司，她的旗舰产品HyperMesh被业内公认为优秀的有限元前后处理器。目前HyperMesh软件已经成为全球汽车行业的标准配置之一，几乎所有的整车厂商和大多数配件厂商都在采用HyperMesh。同时HyperMesh也进入了航空、航天、电子、通用机械、日用品等行业，它已经在我国的汽车、航空、航天、电子、通用机械、铁道等领域得到了广泛应用。
HyperMesh是一个功能强大的前后处理平台。它的优点体现在：具有各种不同的CAD软件的接口，例如，UG、Pro/E、CATIA、IGES、STEP等，读入CAD几何模型的速度与效率较高；配有与各种有限元计算软件（求解器）的接口，为各种有限元求解器写出数据文件及读取不同求解器的结果文件；可实现不同有限元计算软件之间的模型转换功能，这在很大程度上提高了工作效率。
本书以HyperMesh基本使用和工程应用为主要内容，结合工程应用实例讲解HyperMesh的基本使用、基本操作和建模分析过程。首先围绕软件的安装、运行、菜单、数据库和基本使用等方面进行讲解，作为HyperMesh的入门知识，力图使读者快速了解和掌握软件的基本使用；然后介绍有限元建模方法和有限元网格划分技术；最后讲解了HyperMesh软件的工程应用实例。分析实例时采用GUI方式，从最简单的几何清理、有限元网格及有限元建模入手，由浅入深，使读者逐渐掌握HyperMesh网格划分的技巧和有限元建模的方法，尤其是实体网格（六面体网格）划分的技巧。
对结构分析人员来说，有限元网格划分和有限元建模并不难，无论采用何种软件都可以划分各种有限元网格并建立有限元分析模型。但困难的是如何按照一定的要求生成高质量的有限元网格，建立非常适用的有限元模型，并联合相应的有限元求解器来完成工程结构分析及优化分析。为了使广大的读者更好地使用该软件，本书采用具体的应用实例，结合作者使用软件的经验以及处理问题的方法，根据所能获得的最新资料编写了本书。
本书由于开平、周传月、谭惠丰任主编，崔晓兵、史纪鑫、崔贵、王鸿飞、马力、崔曼利、温广华和何伟等也参与了部分编写工作。
本书在编写过程中得到了哈尔滨工业大学力学系的大力支持，书中一些内容还得到了一些朋友的帮助和指导，在此向他们表示衷心的感谢。同时也感谢科学出版社的编辑为本书的出版所付出的辛勤工作！
由于写作时间仓促和作者水平有限，书中缺点和错误在所难免，敬请读者批评指正，欢迎来信（）共同探讨。
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第1章&nbsp&nbsp概述
1.1&nbsp&nbspCAE软件概述
1.1.1&nbsp&nbspCAE软件的分类和应用状况
1.1.2&nbsp&nbsp前后处理软件简介及其应用状况
1.2&nbsp&nbspHyperWorks系列软件介绍
1.3&nbsp&nbspHyperMesh介绍
1.4&nbsp&nbspHyperWorks系列软件的安装
1.4.1&nbsp&nbspHyperWorks系列软件的安装过程
1.4.2&nbsp&nbsp软件的许可证设置
1.5&nbsp&nbsp与HyperMesh相关的主要文件
第2章&nbsp&nbspHyperMesh入门
2.1&nbsp&nbsp启动并运行HyperMesh
2.1.1&nbsp&nbsp在UNIX系统中启动并运行HyperMesh
2.1.2&nbsp&nbsp启动参数
2.1.3&nbsp&nbsp在Windows&nbsp2000/XP系统中启动并运行HyperMesh
2.2&nbsp&nbspHyperMesh环境
2.2.1&nbsp&nbspHyperMesh界面介绍
2.2.2&nbsp&nbsp图形区
2.2.3&nbsp&nbsp标题条
2.2.4&nbsp&nbsp主菜单区
2.2.5&nbsp&nbsp面板
2.2.6&nbsp&nbsp子面板
2.2.7&nbsp&nbsp宏菜单区
2.2.8&nbsp&nbsp永久菜单区
2.2.9&nbsp&nbsp菜单项
2.2.10&nbsp&nbsp模型浏览
2.2.11&nbsp&nbsp第二菜单
2.2.12&nbsp&nbsp鼠标
2.2.13&nbsp&nbsp键盘
2.3&nbsp&nbspHyperMesh数据库设计
2.4&nbsp&nbspHyperMesh的主要面板
第3章&nbsp&nbspHyperMesh基本操作
3.1&nbsp&nbsp读取HyperMesh数据库
3.2&nbsp&nbsp使用输入集合器
3.3&nbsp&nbsp保存文件
3.4&nbsp&nbsp查看模型
3.5&nbsp&nbsp使用显示界面
3.6&nbsp&nbsp选择图形显示方式
3.7&nbsp&nbsp设置整体参数
3.8&nbsp&nbsp输入和输出数据
3.8.1&nbsp&nbsp输入数据
3.8.2&nbsp&nbsp输出数据
3.9&nbsp&nbsp打印屏幕图像
3.10&nbsp&nbsp实例
3.10.1&nbsp&nbsp打开HyperMesh数据文件
3.10.2&nbsp&nbsp显示单元和几何打开
3.10.3&nbsp&nbsp平移单元
第4章&nbsp&nbsp建立模型
4.1&nbsp&nbsp建模流程
4.2&nbsp&nbsp创建集合器
4.3&nbsp&nbsp获得几何模型
4.4&nbsp&nbsp创建几何数据
4.5&nbsp&nbsp创建单元
4.6&nbsp&nbsp检查模型质量
4.7&nbsp&nbsp施加载荷创建坐标系统
4.8&nbsp&nbsp外部接口
第5章&nbsp&nbsp有限元网格划分
5.1&nbsp&nbsp二维自动网格生成
5.2&nbsp&nbsp网格自动生成面板
5.3&nbsp&nbsp网格生成算法
5.4&nbsp&nbsp网格光顺和单元偏置方法
5.5&nbsp&nbsp网格生成的弦偏差参数
5.5.1&nbsp&nbsp弦偏差参数介绍
5.5.2&nbsp&nbsp弦偏差参数使用实例
5.6&nbsp&nbsp三维实体单元划分方法
5.6.1&nbsp&nbsp四面体单元自动划分
5.6.2&nbsp&nbsp实体网格划分
5.6.3&nbsp&nbsp三维实体网格划分的技巧和策略
5.6.4&nbsp&nbsp部件实体建模的主要步骤和方法
5.6.5&nbsp&nbsp应用实例――线性实体网格划分
5.7&nbsp&nbsp创建三维实体单元实例
5.7.1&nbsp&nbspsolid&nbspmap面板
5.7.2&nbsp&nbspelem&nbspoffset面板
5.7.3&nbsp&nbspdrag面板
5.7.4&nbsp&nbspline&nbspdrag面板
5.8&nbsp&nbsp六面体网格划分实例
第6章&nbsp&nbsp后处理
6.1&nbsp&nbspHyperMesh结果数据库
6.2&nbsp&nbsp后处理分析
6.2.1&nbsp&nbsp指定结果数据库
6.2.2&nbsp&nbsp变形图
6.2.3&nbsp&nbsp动画
6.2.4&nbsp&nbsp向量图
6.2.5&nbsp&nbsp云图
6.2.6&nbsp&nbsp单元赋值图
6.2.7&nbsp&nbsp图形标识
6.2.8&nbsp&nbsp标题
6.2.9&nbsp&nbsp检查结果
6.3&nbsp&nbspxy图
6.3.1&nbsp&nbspxy绘图模式
6.3.2&nbsp&nbsp创建xy图
6.3.3&nbsp&nbsp修改xy图
6.3.4&nbsp&nbsp管理和修改多个xy图
6.3.5&nbsp&nbsp在xy图上生成曲线
6.3.6&nbsp&nbsp读曲线
6.3.7&nbsp&nbsp创建基于分析的曲线
6.3.8&nbsp&nbsp从文件或数学表达式创建曲线
6.3.9&nbsp&nbsp修改曲线属性
6.3.10&nbsp&nbsp在图上显示选择曲线
第7章&nbsp&nbspHyperMesh建模及使用实例
7.1&nbsp&nbsp部件连接模型
7.1.1&nbsp&nbsp使用Rigids和Rigidlinks面板
7.1.2&nbsp&nbsp使用Welds面板
7.1.3&nbsp&nbsp使用RBE3单元
7.1.4&nbsp&nbsp使用弹簧单元
7.2&nbsp&nbsp直接创建和通过输入主文件创建连接器模型
7.2.1&nbsp&nbsp直接创建连接器
7.2.2&nbsp&nbsp通过输入主连接器文件创建连接器
7.3&nbsp&nbsp点焊单元
7.3.1&nbsp&nbsp使用using&nbspgeom子面板
7.3.2&nbsp&nbsp使用using&nbspnodes子面板
7.3.3&nbsp&nbsp使用using&nbspelems子面板
7.4&nbsp&nbsp网格自动划分――C型槽网格划分
7.4.1&nbsp&nbsp二维网格划分
7.4.2&nbsp&nbsp使用automesh面板中的interactive模式
7.4.3&nbsp&nbsp使用automesh模块的density子面板
7.4.4&nbsp&nbsp使用automesh模块的algorithm和checks子面板
7.4.5&nbsp&nbsp使用automesh模块的type和biasing子面板
7.4.6&nbsp&nbsp合并节点
7.4.7&nbsp&nbsp使用弦差来划分网格
7.4.8&nbsp&nbsp理解网格参数的意义
7.4.9&nbsp&nbsp使用automesh面板的automatic模式
7.4.10&nbsp&nbsp重新划分曲面网格
7.5&nbsp&nbsp创建支架的有限元模型
7.5.1&nbsp&nbsp导入IGES数据
7.5.2&nbsp&nbsp设置材料属性
7.5.3&nbsp&nbsp创建组件
7.5.4&nbsp&nbsp编辑几何
7.5.5&nbsp&nbsp裁剪曲面
7.5.6&nbsp&nbsp使用spin面板
7.5.7&nbsp&nbsp对曲面划分网格
7.5.8&nbsp&nbsp使用ruled面板
7.5.9&nbsp&nbsp使用skin面板
7.5.10&nbsp&nbsp使用spline面板
7.5.11&nbsp&nbsp检查单元和模型
7.5.12&nbsp&nbsp拆分单元
7.5.13&nbsp&nbsp检查单元法线方向
7.6&nbsp&nbsp创建三维网格
7.6.1&nbsp&nbsp使用linear&nbspsolid面板
7.6.2&nbsp&nbsp使用solid&nbspmap面板
7.6.3&nbsp&nbsp使用elem&nbspoffset面板
7.6.4&nbsp&nbsp检查单元的连续性
7.6.5&nbsp&nbsp映射单元
7.6.6&nbsp&nbsp创建load集合器
7.6.7&nbsp&nbsp创建分布压力
7.6.8&nbsp&nbsp创建约束
7.6.9&nbsp&nbsp创建载荷步
7.6.10&nbsp&nbsp创建输出请求的控制卡
7.6.11&nbsp&nbsp写出分析的输入文件
7.6.12&nbsp&nbsp运行OptiStruct求解器
7.6.13&nbsp&nbsp应用可视化工具进行后处理
7.6.14&nbsp&nbsp使用deformed面板
7.6.15&nbsp&nbsp观看replay文件
7.6.16&nbsp&nbsp查看HTML结果报告
第8章&nbsp&nbspHyperMesh与通用求解器应用实例
8.1&nbsp&nbspHyperMesh和Nastran分析实例――带孔平板应力分析
8.1.1&nbsp&nbsp在HyperMesh中定义模型
8.1.2&nbsp&nbsp写出Nastran输入数据文件
8.1.3&nbsp&nbsp查看结果
8.2&nbsp&nbspHyperMesh和Nastran分析实例――起落架支承结构固有频率和振型分析
8.2.1&nbsp&nbsp在HyperMesh中定义模型
8.2.2&nbsp&nbsp写出Nastran输入数据文件
8.2.3&nbsp&nbsp查看结果
8.3&nbsp&nbspHyperMesh和ABAQUS分析实例――三维接触分析
8.3.1&nbsp&nbsp定义材料特性
8.3.2&nbsp&nbsp定义实体单元特性
8.3.3&nbsp&nbsp定义接触面和相互作用
8.3.4&nbsp&nbsp定义弹簧单元和属性
8.3.5&nbsp&nbsp创建载荷和边界条件
8.3.6&nbsp&nbsp执行hmabaqus和后处理
8.4&nbsp&nbspHyperMesh与ANSYS分析实例――叶片轮盘接触应力分析
8.4.1&nbsp&nbsp更新单元
8.4.2&nbsp&nbsp定义单元属性
8.4.3&nbsp&nbsp更新载荷
8.4.4&nbsp&nbsp输出HyperMesh数据库文件到ANSYS
8.4.5&nbsp&nbsp转换ANSYS结果
8.5&nbsp&nbspHyperMesh与ANSYS分析实例――使用HM-ANSYS接触向导
进行三维接触分析
8.5.1&nbsp&nbsp读取文件
8.5.2&nbsp&nbsp定义接触
8.5.3&nbsp&nbsp定义模型参数
8.6&nbsp&nbspHyperMesh与Marc分析实例――建立3D模型
8.6.1&nbsp&nbsp定义材料属性
8.6.2&nbsp&nbsp定义3D实体单元的几何属性
8.6.3&nbsp&nbsp定义载荷及边界条件
8.6.4&nbsp&nbsp定义控制卡
8.6.5&nbsp&nbsp输出文件到Marc
8.6.6&nbsp&nbsp后处理
8.7&nbsp&nbspHyperMesh与LS-DYNA分析实例――轨道结构碰撞刚性墙分析
8.7.1&nbsp&nbsp读入一个预先定义的HyperMesh文件
8.7.2&nbsp&nbsp选择dyna.key模板
8.7.3&nbsp&nbsp创建LS-DYNA的控制卡
8.7.4&nbsp&nbsp使用组件为LS-DYNA定义材料
8.7.5&nbsp&nbsp为LS-DYNA定义截面特性
8.7.6&nbsp&nbsp定义LS-DYNA&nbsp的滑动接触
8.7.7&nbsp&nbsp定义LS-DYNA的刚性墙
8.7.8&nbsp&nbsp创建LS-DYNA&nbsp的边界条件
8.7.9&nbsp&nbsp创建LS-DYNA截面特性
8.7.10&nbsp&nbsp从HyperMesh中输出LS-DYNA数据
8.8&nbsp&nbspHyperMesh与FE-Fatigue分析实例――支架应力疲劳寿命（S-N）分析
8.8.1&nbsp&nbspFatigue面板介绍
8.8.2&nbsp&nbsp问题介绍
8.8.3&nbsp&nbsp读入模型和应力结果
8.8.4&nbsp&nbsp启动FE-Fatigue
8.8.5&nbsp&nbsp疲劳载荷设置
8.8.6&nbsp&nbsp定义材料
8.8.7&nbsp&nbsp疲劳分析
8.8.8&nbsp&nbsp查看疲劳分析结果
8.8.9&nbsp&nbsp以应力为基础的安全因子分析
8.9&nbsp&nbspHyperMesh与FE-Fatigue分析实例――支架应变疲劳寿命（ -N）分析
8.9.1&nbsp&nbsp问题介绍
8.9.2&nbsp&nbsp读入模型和应力结果
8.9.3&nbsp&nbsp启动FE-Fatigue
8.9.4&nbsp&nbsp疲劳载荷设置
8.9.5&nbsp&nbsp材料
8.9.6&nbsp&nbsp疲劳分析
8.9.7&nbsp&nbsp查看疲劳分析结果
8.9.8&nbsp&nbsp以应力为基础的安全因子分析
8.10&nbsp&nbspHyperMesh与FE-Fatigue分析实例――汽车后悬架臂焊接疲劳分析
8.10.1&nbsp&nbsp介绍
8.10.2&nbsp&nbsp在HyperMesh中浏览模型和应力分析结果
8.10.3&nbsp&nbsp使用FE2FES产生FES文件
8.10.4&nbsp&nbsp使用FATFE进行疲劳分析
8.10.5&nbsp&nbsp在HyperMesh中浏览结果和后处理
8.11&nbsp&nbspHyperMesh与LS-DYNA分析实例――圆管碰撞仿真分析
8.11.1&nbsp&nbsp设置接口
8.11.2&nbsp&nbsp分析步骤
8.11.3&nbsp&nbsp准备模型
8.11.4&nbsp&nbsp创建材料集合器
8.11.5&nbsp&nbsp为组件定义几何特性卡
8.11.6&nbsp&nbsp定义边界条件
8.11.7&nbsp&nbsp定义圆管之间的接触
8.11.8&nbsp&nbsp设置分析求解
8.11.9&nbsp&nbsp输出LS-DYNA数据文件
8.11.10&nbsp&nbspHyperView后处理
8.12&nbsp&nbspHyperMesh与Pam-Crash分析实例――轨道碰撞仿真分析
8.12.1&nbsp&nbsp读入已准备好的HyperMesh文件并选择Pam-Crash模板
8.12.2&nbsp&nbsp创建控制卡
8.12.3&nbsp&nbsp设置单元类型
8.12.4&nbsp&nbsp定义材料
8.12.5&nbsp&nbsp定义滑动接触界面
8.12.6&nbsp&nbsp定义刚性墙
8.12.7&nbsp&nbsp创建边界条件
8.12.8&nbsp&nbsp创建时间历程
8.12.9&nbsp&nbsp创建一个函数
8.12.10&nbsp&nbsp创建一个Sensor卡
8.12.11&nbsp&nbsp输出Pam-Crash数据文件
8.13&nbsp&nbspHyperMesh与Radioss分析实例――轨道碰撞仿真分析
8.13.1&nbsp&nbsp创建和定义组件材料和特性
8.13.2&nbsp&nbsp创建和定义接触界面
8.13.3&nbsp&nbsp创建和定义一个刚性墙
8.13.4&nbsp&nbsp创建边界条件
8.13.5&nbsp&nbsp创建时间历程
8.13.6&nbsp&nbsp创建和编辑控制卡片
8.13.7&nbsp&nbsp从HyperMesh输出一个Radioss数据文件
8.14&nbsp&nbspHyperMesh与MSC-Dytran分析实例――弹簧瞬态载荷作用分析
8.14.1&nbsp&nbsp将Nastran格式数据文件转化为Dytran数据文件
8.14.2&nbsp&nbsp施加Dytran边界条件
8.14.3&nbsp&nbsp创建接触定义
8.14.4&nbsp&nbsp定义文件管理、执行控制和工况控制段
8.15&nbsp&nbspHyperMesh与FE-Fatigue分析实例――汽车结构点焊疲劳分析
8.15.1&nbsp&nbsp问题介绍
8.15.2&nbsp&nbsp读取有限元分析模型
8.15.3&nbsp&nbsp转换结果
8.15.4&nbsp&nbsp疲劳分析设置
8.15.5&nbsp&nbsp疲劳分析
8.15.6&nbsp&nbsp浏览疲劳分析结果
8.15.7&nbsp&nbspHyperMesh结果后处理
8.16&nbsp&nbspHyperMesh与FE-Fatigue分析实例――阶梯轴多轴应变疲劳寿命分析
8.16.1&nbsp&nbsp介绍
8.16.2&nbsp&nbsp有限元网格描述
8.16.3&nbsp&nbsp生成疲劳分析文件
8.16.4&nbsp&nbsp使用FE-Fatigue进行疲劳分析
8.16.5&nbsp&nbsp疲劳结果后处理
第9章&nbsp&nbspHyperMesh四面体网格划分应用实例
9.1&nbsp&nbsp汽车部件四面体网格划分
9.1.1&nbsp&nbspHyperMesh四面体网格自动划分过程
9.1.2&nbsp&nbsp几何清理
9.1.3&nbsp&nbsp曲面边的拓扑显示
9.1.4&nbsp&nbsp几何清理工具
9.1.5&nbsp&nbsp输入几何模型
9.1.6&nbsp&nbsp清理几何模型
9.1.7&nbsp&nbsp划分面网格
9.1.8&nbsp&nbsp检查单元质量和四面体网格生成
9.1.9&nbsp&nbsp清理和验证模型
9.2&nbsp&nbsp支承结构四面体网格自动划分
9.2.1&nbsp&nbspHyperMesh四面体网格自动划分过程
9.2.2&nbsp&nbsp清理几何模型
9.2.3&nbsp&nbsp划分面网格
9.2.4&nbsp&nbsp检查单元质量和四面体网格生成
9.3&nbsp&nbspHyperMesh四面体网格自动划分
9.3.1&nbsp&nbsp输入几何模型
9.3.2&nbsp&nbsp清理几何模型
9.3.3&nbsp&nbsp划分面网格
9.3.4&nbsp&nbsp检查单元质量和四面体网格生成
9.4&nbsp&nbsp发动机活塞四面体网格自动划分
9.4.1&nbsp&nbsp输入模型
9.4.2&nbsp&nbsp清理几何模型
9.4.3&nbsp&nbsp划分面网格
9.4.4&nbsp&nbsp检查单元质量和四面体网格生成
9.5&nbsp&nbsp边界层网格
9.5.1&nbsp&nbsp输入模型
9.5.2&nbsp&nbsp清理几何模型
9.5.3&nbsp&nbsp划分面网格
9.5.4&nbsp&nbsp检查单元质量和四面体网格生成
第10章&nbsp&nbspHyperMesh与Optistruct结构分析实例
10.1&nbsp&nbsp带孔平板应力分析
10.2&nbsp&nbsp热载荷作用下的咖啡壶盖子分析
10.2.1&nbsp&nbsp在HyperMesh&nbsp中定义分析问题
10.2.2&nbsp&nbsp提交作业
10.2.3&nbsp&nbsp查看结果
10.3&nbsp&nbsp挡泥板模态分析
10.3.1&nbsp&nbsp提取OptiStruct输入文件
10.3.2&nbsp&nbsp在HyperMesh中设置分析问题
10.3.3&nbsp&nbsp提交作业
10.3.4&nbsp&nbsp查看结果
10.4&nbsp&nbsp使用OptiStruct惯性释放分析
10.4.1&nbsp&nbsp提取文件并设置分析问题
10.4.2&nbsp&nbsp提交作业
10.4.3&nbsp&nbsp查看计算结果
10.5&nbsp&nbsp三维屈曲分析
10.5.1&nbsp&nbsp提取文件并设置分析问题
10.5.2&nbsp&nbsp设置控制卡并进行屈曲分析
10.5.3&nbsp&nbsp结果后处理
10.6&nbsp&nbsp支架模态频率响应分析
10.6.1&nbsp&nbsp设置模态分析
10.6.2&nbsp&nbsp提交一个作业进行模态分析
10.6.3&nbsp&nbsp查看模态结果
10.6.4&nbsp&nbsp设置频率响应分析
10.6.5&nbsp&nbsp提交一个作业进行频率响应分析及查看结果
10.7&nbsp&nbsp使用CWELD单元连接不匹配的网格
10.7.1&nbsp&nbsp在HyperMesh中设置问题
10.7.2&nbsp&nbsp提交分析作业
10.7.3&nbsp&nbsp对比结果
第11章&nbsp&nbspHyperMesh与Optistruct优化分析实例
11.1&nbsp&nbspC型结构拓扑优化
11.1.1&nbsp&nbsp设置有限元模型
11.1.2&nbsp&nbsp施加载荷和边界条件
11.1.3&nbsp&nbsp设置优化参数
11.1.4&nbsp&nbsp提交作业
11.1.5&nbsp&nbsp查看结果
11.2&nbsp&nbsp连杆形状优化分析
11.2.1&nbsp&nbsp进行基本分析
11.2.2&nbsp&nbsp使用HyperMorph&nbsp创建形状变量
11.2.3&nbsp&nbsp设置优化问题
11.2.4&nbsp&nbsp求解形状优化问题
11.2.5&nbsp&nbsp结果后处理
11.3&nbsp&nbsp焊接支架尺寸优化
11.3.1&nbsp&nbsp设置有限元模型
11.3.2&nbsp&nbsp定义设计变量和连接一个设计变量到另外一个设计变量
11.3.3&nbsp&nbsp定义优化问题
11.3.4&nbsp&nbsp求解优化问题
11.3.5&nbsp&nbsp结果后处理
11.4&nbsp&nbsp扭转板形貌优化
11.4.1&nbsp&nbsp在HyperMesh中设置问题
11.4.2&nbsp&nbsp提交作业
11.4.3&nbsp&nbsp形貌优化结果后处理
11.5&nbsp&nbsp磁盘部件拓扑与形貌优化组合分析
11.5.1&nbsp&nbsp在HyperMesh中设置问题
11.5.2&nbsp&nbsp使用OptiStruct求解拓扑和形貌组合优化
11.5.3&nbsp&nbsp结果后处理
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> 网格划分
网格划分添加时间：
Hypermesh和ANSA网格划分
　　一般来说，CAE分析工程师80%的时间都花费在了有限元模型的建立，修改和网格划分上，而真正的分析求解时间是消耗在计算机工组站上，所以采用一个功能强大，使用方便灵活，并能够与众多CAD系统和有限元求解器进行方便的数据交换的有限元前后处理工具，对于提高有限元分析工作的质量和效率具有十分重要的意义。
　　在CAE工程技术领域,最著名的前处理软件是Hypermesh和ANSA，它们均所具有的强大的有限元网格划分前处理功能，与现有几乎所有的专业CAD建模软件（UG，Catia，ProE，Solidwork，I-deas等）以及CAE求解器（Abaqus，Ansys，Fluent，LS-DYNA，Msc/Marc，Deform，Procast，Moldflow，Ansoft等）兼容。直接在Hypermesh和ANSA中可以实现几何模型的清理，面网格和体网格划分，材料参数赋予，边界条件和载荷的施加，并提交求解器进行计算。
Hypermesh网格划分实例
　　　　　　　汽车发动机网格划分　　　　　　　　　　　　　　　凸轮组件网格划分
　　　　　　　　　　　　　　全六面体网格划分
　　　　　　　　　车体前悬架　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　发动机活塞
　　　　　　　　　变速箱体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　车轮
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　汽车流体分析网格
　　　　　　　　　腰间盘网格划分　　　　　　　　　　　　　　　　　　　足部网格划分
　　HYPERMESH软件介绍
　　Hypermesh软件是美国Altair公司的产品，是世界先进的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。
　　HyperMesh是一个高性能的有限元前后处理器，它能让CAE分析工程师在高度交互及可视化的环境下进行仿真分析工作。与其他的有限元前后处理器比较，HyperMesh的图形用户界面易于学习，特别是它支持直接输入已有的三维CAD几何模型(UG,Pro/E,CATIA等)已有的有限元模型，并且导入的效率和模型质量都很高，可以大大减少很多重复性的工作，使得CAE分析工程师能够投入更多的精力和时间到分析计算工作上去。同样，Hypermesh也具有先进的后处理功能，可以保证形象地表现各种各样的复杂的仿真结果，如云图，曲线标和动画等。
　　在处理几何模型和有限元网格的效率和质量方面，HyperMesh具有很好的速度，适应性和可定制性，并且模型规模没有软件限制。其他很多有限元前处理软件对于一些复杂的，大规模的模型在读取数据时候，需要很长时间，而且很多情况下并不能够成功导入模型，这样后续的CAE分析工作就无法进行；而如果采用Hypermesh，其强大的几何处理能力使得Hypermesh可以很快的读取那些结构非常复杂，规模非常大的模型数据，从而大大提高了CAE分析工程师的工作效率，也使得很多应用其他前后处理软件很难或者不能解决的问题变得迎刃而解。
　　HYPERMESH软件特点
　　1.特殊的分析结果优势
　　　　＞通过高性能的有限元建模和后处理大大缩短工程分析的周期。
　　　　Hypermesh具有很高的有限元网格划分和处理效率，应用Hypermesh可以大大提高CAE分析工程师的效率；
　　　　＞直观的图形用户界面和先进的特性减少学习的时间并提高效率。
　　　　Hypermesh学习非常简单，它所具有的非常简洁和方便的用户界面大大节省用户学习Hypermesh所需要的时间。一般具有一定CAE分析经验的工程师，只需要2周就可以熟练地应用Hypermsh进行实际工程问题的分析计算。
　　　　＞直接输入CAD几何模型及有限元模型，减少建模的重复工作和费用。
　　　　＞高速度、高质量的自动网格划分极大地简化复杂几何的有限元建模过程。
　　　　＞在一个集成的系统内支持范围广泛的求解器，确保在任何特定的情形下都能使用适用的求解器。
　　　　＞极高的性价比使您的软件投资得到满意的回报。
　　　　＞高度可定制性更进一步提高效率。对定制HyperMesh使其适合您的环境，提高您的效率
　　　　宏：用户可以创建宏以自动运行一系列操作。
　　　　定制用户界面：通过简便的步骤重新布置HyperMesh菜单系统
　　　　输出模板：通过模板可以将HyperMesh数据输出为其他求解器和程序可读的格式。
　　　　输入转换器：通过增加您自己的输入转换器，可以扩展HyperMesh对其他分析软件数据的支持。
　　　　结果转换器：应用提供的工具可以创建专用的转换器，将特殊的分析结果转化成HyperMesh结果格式。
　　2.接口及几何模型整理
　　　　HyperMesh具有工业界主要的CAD数据格式接口。可以直接把已经生成的三维
　　　　实体模型导入到Hypermesh中，而且一般导入的模型的质量都很高，基本上不
　　　　太需要对模型进行修复，这样就大大方便了CAE工程师对模型的处理。
　　　　Hypermesh与各种CAD软件具有良好的集成性，可以集成的CAD图形标准如下：
　　　　（Hypermesh的最新版本与这些CAD系统的最新版本保持兼容）。
　　　　UG（可以直接读取UG/NX和UG/18生成的几何实体）。
　　　　Pro/E（可以直接读取Pro/E野火版生成的几何实体）。
　　　　CATIA（HP，IBM，WIN，SUN，SGI）V5.0版本。
　　　　ACIS。
　　　　DESDXF。
　　　　I-DEAS。
　　　　IGES。
　　　　INCA。
　　　　PATRAN。
　　　　PDGS。
　　　　VDAFS等。
　　Hypermesh还包含一系列工具，用于整理和改进输入的几何模型。输入的几何模型可能会有间隙、重叠和缺损，这些会妨碍高质量网格的自动划分。通过消除缺损和孔，以及压缩相邻曲面的边界等，您可以在模型内更大、更合理的区域划分网格，从而提高网格划分的总体速度和质量。同时具有云图显示网格质量、单元质量跟踪检查等方便的工具，可以及时检查并改进网格质量。
　　3.建立和编辑模型方面
　　在建立和编辑模型方面，HyperMesh提供用户一整套高度先进、完善的、易于使用的工具包。对于2D和3D建模，用户可以使用各种网格生成模板以及强大的自动网格划分模块。
　　HyperMesh的自动网格划分模块提供用户一个智能的网格生成工具，同时可以交互调整每一个曲面或边界的网格参数，包括单元密度，单元长度变化趋势，网格划分算法等等。
　　HyperMesh也可以快速地用高质量的一阶或二阶四面体单元自动划分封闭的区域。四面体自动网格划分模块应用强大的AFLR算法。用户可以根据结构和CFD建模需要来单元增长选项，选择浮动或固定边界三角形单元和重新划分局部区域。
　　4.提供完备后处理功能
　　HyperMesh提供完备的后处理功能组件，让您轻松、准确地理解并表达复杂的仿真结果。
　　HyperMesh具有完善的可视化功能，使用等值面、变形、云图、瞬变、矢量图和截面云图等表现结果。它也支持变形、线性、复合以及瞬变动画显示。另外可以直接生成BMP、JPG、EPS、TIFF等格式的图形文件及通用的动画格式。这些特性结合友好的用户界面使您迅速找到问题所在，同时有助于缩短评估结果的过程。
　　5.支持多种求解器接口
　　HyperMesh支持很多不同的求解器输入输出格式，这样在利用Hypermesh划分好模型的有限元网格后，可以直接把计算模型转化成不同的求解器文件格式，从而利用相应的求解器进行计算。Hypermesh所具有的非常良好的求解器接口功能，使得Hypermesh可以作为企业统一的CAE应用平台，即统一利用Hypermsh进行网格划分，然后对于不同的问题利用不同的求解器进行求解，这样CAE工程师也可以很方便的进行数据文件的管理，可以大大提高分析效率。
　　Hypermesh支持各种主流的有限元分析软件，可以支持的求解器如下：
　　ABAQUS。
　　PERMAS;
　　ANSYS。
　　AutoDY。
　　C-MOLD。
　　DYTRAN。
　　LS-DYNA3D。
　　LS-NIKE3D。
　　MADYMO。
　　MARC。
　　MOLDFLOW。
　　MSC/NASTRAN。
　　Ansoft。
　　CSA/NASTRAN。
　　OPTISTRUCT。
　　PAM-CRASH。
　　PATRAN。
　　RADIOSS。
　　Spotweld。
　　VPG等。
　　ANSA软件介绍
　　一般来说，CAE分析工程师80%的时间都花费在了有限元模型的建立和修改上，真正的分析求解时间也消耗在了计算机上，所以采用一个功能强大、使用方便灵活并能够与众多CAD系统和有限元求解器方便地进行数据交换的有限元前后处理工具对于提高有限元分析工作的质量和效率具有十分重要的意义。
　　ANSA软件特点
　　1.支持结构和流体网格
　　ANSA是一个高性能的有限元前处理器，它具有强大的有限元网格前处理功能，支持结构和流体网格。在处理几何模型和有限元网格的效率和质量方面，ANSA具有很好的速度、适应性和可定制性，并且模型规模没有软件限制，而其他很多有限元前处理软件在读取复杂的大规模模型数据时需要很长时间，而且很多情况下并不能够成功导入模型，致使后续的CAE分析工作无法进行。ANSA强大的几何处理能力使其可以很快读取那些结构非常复杂、规模非常庞大的模型数据，从而大大提高了CAE分析工程师的工作效率，也使得很多应用其他前后处理软件很难解决甚至根本不能解决的问题迎刃而解。
　　2.开放的平台
　　ANSA是一个开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有非常出色的性能以及高度的开放性和灵活性。ANSA具有工业界主要的CAD数据格式接口，它不仅与CAD软件具有很好的集成性，可以直接把已经生成的三维实体模型导入到ANSA中，而且导入模型的质量都很高，基本上不需要对模型进行修复，大大方便了CAE工程师对模型的处理。
　　ANSA支持很多不同的求解器输入/输出格式，几乎所有业界常用的求解器在ANSA中都有接口，用户在利用ANSA划分好模型的有限元网格后，可以直接把计算模型转化成不同的求解器文件格式，从而利用相应的求解器进行计算，因此，ANSA可以作为企业级的CAE应用平台，即统一利用ANSA进行网格划分，然后对于不同的问题利用不同的求解器进行求解，可大大提高分析效率。
　　3.友好的界面
　　ANSA的用户界面友好，与其它前处理软件相比，ANSA界面的优势是采用一级菜单系统，几乎所有的功能按钮都可以在工具栏中找到，通过一到两次点击就能完成大部分目标操作，大大提高了建模效率，并且ANSA软件的用户手册和在线帮助对ANSA的功能使用都做了详细的介绍，具有针对性的实例也使用户可以快速掌握软件的功能及使用。
　　ANSA把各种功能键分为TOPO、MESH、DECK三大类，分别用于几何模型、网格、求解工作定义的各种不同功能，另外又跟据操作对象的不同把功能键进行了更细的分类，并称之为"功能群"，用户可以快速地找到功能按钮，加快建模速度。
　　六种求解器被直接集成在ANSA环境，在ANSA界面中就可以完成几乎所有的分析工作，定义完成后只需把文件用相应的求解器格式输出，然后利用求解器提交计算，并且不同的求解器之间可以进行协同工作。
　　4.领先的技术与功能
　　以领先的技术为支撑，ANSA功能强大并日趋完善，以下介绍其中一些主要的功能
　　4.1拓扑显示及几何清理
　　几何模型在导入有限元前处理器的过程中会发生显示上的错误，而ANSA提供了先进而有效的几何清理和修复工具，其强大的几何功能可以非常方便地进行几何实体定义和修改，其自动识别孔、圆角和边角等小特征方便用户进行快速的半自动几何清理，还有其自动识别并关联对称特征等，这些功能使用户能够快速修复CAD数据而不用重新建立复杂的几何模型。
　　4.2抽中面功能
　　ANSA的半自动抽中面功能可以帮助用户正确有效地建立偏置后的模型，把偏置后的位置和特征的厚度关联起来，并可选择固定特征的内表面或外表面并对其进行偏移作为中面。
　　4.3几何关联
　　ANSA的一个很重要的特点是CAD模型(几何数据)与网格模型是相关联的，也就是说对CAD模型所做的修改将会反映到网格模型上，在网格完成后，用户只需要按下A.MESH按钮，当对模型进行几何修改时，ANSA就会自动利用前次使用的网格生成准则对网格进行重新划分并自动执行网格重建功能。
　　4.4部件管理
　　部件管理工具使用户可在部件级上与数据库进行对话，方便地进行部件替换、删除、保存、分开保存等操作。通过部件管理模块，用户可以在不用重新焊接或重新建立边界条件的情况下更新部件。
　　4.5焊点的自动定义
　　ANSA具有很强的焊点定义功能，用户可以使用多种方式定义连接点：通过CAD数据文件自动识别焊点；连接关系表述文件输入；利用坐标输入创建三维空间点，然后再转化为连接点；以VIP、XML格式输入；利用ANSA的连接点定义功能。
　　连接点定义完成后，利用ANSA专用的连接点管理工具便可方便快捷地创建依赖于单元和独立于单元的两种连接关系。
　　4.6网格的生成
　　*面网格生成功能
　　ANSA具有强大的面网格创建、质量检查、质量改进工具，ANSA生成的面网格与几何面是相关联的，在几何上的修改将会反映到网格模型上，大大提高了网格生成速度，同时ANSA点线面的操作功能强大，保证用户可方便灵活地对基本几何特征进行操作；ANSA提供多种网格生成准则，使用户根据面的不同几何形状生成合适的网格分布；质量检查工具可以辅助用户对生成的网格质量进行监控，并能输出详细的网格质量报告，使用户清楚地了解网格的质量等级；网格质量检查完成后，ANSA又提供了功能丰富的网格质量改进工具，包括对整体网格质量的改进、局部网格质量的改进和个别网格质量的改进，自动和手动两种方式可混合使用，使用户可方便快捷地对网格的质量进行改进，达到预期要求。
　　*体网格生成功能
　　ANSA中有两种体网格生成模式：自动生成四面体和五面体（楔形或金字塔形）网格、半自动生成六面体和五面体（楔形）网格。ANSA具有六种六面体网格生成功能，分别针对不同的几何形状进行体网格划分，能满足任何形状的体模型网格创建。
　　众所周知，面网格的质量是体网格质量的基础，ANSA强大的面网格工具确保了体网格的高质量，同样ANSA也提供了体网格质量检查和改进工具，使用户能方便地对质量较差的网格进行质量改进。
　　*流体网格功能
　　ANSA支持流体网格，拥有强大的流体网格功能，能为流体分析软件提供高质量的、符合用户要求的流体网格。
　　在生成流体网格前，ANSA利用其强大的拓扑功能、CAD功能为生成网格做好准备，ANSA会根据模型的几何曲率自动分配网格的节点数，控制网格大小及增长速率，限制最小和最大网格以及特征角，然后利用网格检查功能，根据用户的使用要求对网格进行检查，并完成自动或手动的网格质量改进，同样，ANSA能快速方便地完成四面体和六面体流体网格。
　　4.7汽车分析专用工具
　　ANSA具有专门针对汽车分析的功能，在汽车安全分析中，可以快速定位和约束假人模型、安全带、安全气囊，它支持各种通用的假人模型，可读入假人的零件布置和定位文件，也能在作为变形体或刚体的假人模型中自动创建零件的层次关系。ANSA使用面网格创建安全带模型，并自动把它定位在假人模型上，这样就大大节省了时间，提高了效率，因此，ANSA在汽车行业中的应用非常广泛。
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