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2D网格划分都是套路——HyperMesh速通11

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小伙伴们,这个HM的最后一篇小作文,一直忘记了上传了,犹如我一度忘记了曾经还学过hypermesh。—————————————————————————————————

HM并不是不能完成材料、接触、边界条件等定义,只是没有在其他CAE软件中那么方便。比如LSDYNA中关键字赋予时,会注释每一个关键字含义,而HM就没有这个功能了,而且材料本构也不如LSDYNA那样可以直接调取或修改。

2D网格划分中有很多套路,就如同广播体操一样,练几次就会了,本文以一个桌子为例,这个例子借鉴自某机构的免费课。

Step1 文件打开与备份  

打开zz.hm检查桌子尺寸是否正确,横梁长度为400mm。    

使用Organze将所有solid备份到BF组件,以防网格划分过程中几何错误。

Step2 几何简化  

使用Geom——defeature——surf fillets查找所有面中R5~15之间的圆角,注意surfs选择框中选择displayed,而不要选择all,因为all包括了被隐藏的备份组件。    

圆角高亮显示,点击remove删除。

观察可发现这个模型是1/4对称模型,通过quick edit在桌面四边创建中间硬点。    

通过solid edit切割显示几何体的1/4模型

只保留1/4模型,删除其他3/4.    

Step3 抽面  

由于板厚影响,直接抽中面会导致几何面之间出现间隙,所有我们可以使用复 制面代替中面。

先创建4个组件,分别命名为zmsurf,hlsurf,ztsurf,zbsurf。

使用Organze将桌面下表面复 制到zmsurf组件。

同样将2根横梁的8个外表面复 制到hlsurf,将支腿矩管的4个外表面复 制到ztsurf,将支腿下板的上表面复 制到zbsurf。    

这里需要注意,由于支腿与支腿下板为一个零件,所有提取支腿下板的上表面时会缺失一个方孔,使用surface工具将它补齐。

Step4 网格划分  

我们从桌面两个孔周围开划分网格。

首先使用quick edit将孔4等分,并切分桌面。    

如下图任意切割一条线,并将它三等分,这里三等分是为了后面变分网格容易对接,也可四等分、五等分等。

再这样

再删除辅助线,横向也三等分,孔切割1/8。    

网格划分,对圆孔进行16等分。

网络变分。

网格镜像,复 制移动。    

继续切割面,使切割边与网格边对齐。

与横梁交接的边界也切割下。

   

按理应该使用Geom——node edit——associate将所有节点与切割边绑定,但是因为associate每次只能选择一条边或一个面,所有我们这里不处理,再后面划分网格注意边界处份数一样就行。

对桌面上未划分网格的面进行网格划分,尺寸为20。

使用Tool——edge合并节点,容差设置为1(比最小网格尺寸小就行)。

为了让横梁上的网格节点与桌面节点一一对应,将横梁也按桌面切割线切割。    

对横梁划分网格,尺寸设置为20。

因为桌面是焊接关系,也可以使用Tool——edge节点合并功能(不合并节点设置绑定接触也可以),容差设置为1。

支腿沿横梁下表面切割。    

划分尺寸为20的网格。

与桌面、横梁节点合并。

底板按支腿面切割。    

对圆孔1/8切割,只切割一个圆孔,其余通过镜像网格得到。

对这部分划分网格

通过镜像得到其他3个角的网格,注意镜像的中点可通过quick edit——add ponit on line得到。    

通过Geom——node edit——associate绑定镜像过去的网格与几何面。注意因为这里是几何复杂,虽然提示操作成功,但是可能绑定失败。不需要纠结,后面划网格注意共享边节点数量一致就行,通过tool——edges合并节点来连接。

划分其他部分网格。

可以看到四边网格长宽比太大,可以如下改进。    

别忘记合并节点

          

通过复 制镜像对每个组件扩展其余3/4,注意在每个组件内部镜像(因为每部分厚度属性不同),选择每部分网格时,可以通过by collector选择,通过duplicate复制网格时,复制到原组件original comp。    

只要网格是复 制生成的,都需要合并连接处的节点。

Step5 网格检查  

通过2D——qualityindex或Tool——check elems检查网格质量。

雅可比最低0.61,可以接受。    

长宽比最大2.5,较优秀。

最小角39.5°,最大角136°,可接受。    

由于本例都是通过切分生成网格,整体质量较优,无需优化。如果读者需要优化的化,可以使用smooth、qualityindex、node edit等工具来优化,这些工具在以往文章已经详解,此外略过不表。

Step6 单元阶次修改  

HM默认划分低阶单元,当然在antomesh的划分窗口中可以调整为2阶,也可以划分完成后一起调整。

在2D——elem types中查看单元阶次,在2D——order change中修改阶次,本文使用默认的低阶单元,不修改。

Step7 厚度属性赋予  

在HM中,不同环境给网格赋予属性大致都是相同的,即通过property来赋予属性与材料。

由于网格有4个组件,所以在浏览树空白处右击创建4个property,分别命名为zmpro,hlpro,ztpro,zbpro。

zmpro中设置Card Image=SHELLSECTION(HM默认环境或abaqus环境设置为shellsection,OptiStruct环境设置为pshell,ansys环境比较麻烦在文末介绍)。中面偏置在offset——options中设置,spos即面在网格厚度下方。厚度在No_Thinchness...——Thinchness中设置。    

在zmsurf属性中设置网格属性为zmpro,打开面网格厚度显示,检查图形是否正确。

横梁、支腿、支板同理设置,如果厚度偏移方式不正确,则将offset——options中的SPOS改为SNEG。

   

Ps:ansys环境下厚度属性赋予  

每个版本稍有不同,在2022版本的ansys环境中,shell181或182单元是通过sensor设置的,而单元厚度与偏置是通过section设置的,将sensor与section赋予配property,然后将property赋予给2D单元。

将环境换为ansys。

   

在浏览树空白处右击创建4个property,分别命名为zmpro,hlpro,ztpro,zbpro。

在浏览树空白处右击创建1个sensor,分别命名为sensor_shell181。

在浏览树空白处右击创建4个section,分别命名为zmsection,hlsection,ztsection,zbsection。

sensor_shell181中设置单元类型为shell181。

zmsection中设置cofig为shell,厚度6,偏置为top。注意厚度设置为6后还需要点开表格,只将第一行tk设置为6,其余几行不能填写。其余几个section同理设置。    

zmpro中设置card_image为sectype,type设置为sensor_shell181,section设置为zmsection。其余几个property同理设置。

zmsurf中设置property为zmpro。其余几个组件同理设置。    

使用2D厚度显示模式,如果某组件的厚度或偏置不正确,则修改相应的section。

Step8 导出网格模型  

使用HM的导出功能,仅导出网格模型,如果是HM或abaqus环境则导出的是inp文件,如果是ansys环境则导出的是cdb文件。    

至此,网格划分才是完成完成。

需要注意的是,桌面两个孔之间划分变分网格有很多形式,读者不一定要按部就班,比如下图采用了几种不同方式的变分。

   


来源:CAE中学生
OptiStructHyperMeshAbaqus焊接材料OriginANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-07-16
最近编辑:4月前
CAE无剑
硕士 | 仿真工程师 CAE中学生
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