干货 | Hypermesh有限元分析前处理_HyperMesh_材料

干货 | Hypermesh有限元分析前处理

纵横CAE

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当前，在有限元分析领域，Hypermesh是综合功能最强大的有限元前处理器之一，既可以作为其他分析软件的输入，自带的求解器也能取得很精确的结果。

Hypermesh工具栏

对于CAE初学者来说，Hypermesh简单易学，通过实战训练，就能掌握大部分常用的功能，是一个很适合的有限元分析工具。本文详细梳理了其有限元分析前处理流程，具体步骤如下：

Step 1：选择分析模板

打开Hypermesh，选择求解器模板。后续可以通过Preferences中的Users Profiles切换求解器模板。

选择分析模板

Step 2：导入几何模型

选择菜单栏File——>Import——>Geometry，设置File Type（一般为AutoDetect），选择文件路径等，点击Import导入几何模型。

导入几何模型

Step 3：进行网格划分

新建Component存放网格（注：Component命名时，不要出现中文，且第一个字不能出现数字），采用四面体、六面体等各种方法，对几何模型进行网格划分。具体操作步骤查阅Hypermesh的自带教程（帮助文档），也可参考书籍：Hypermesh 2017案例分析视频精讲。

Step 4：创建材料属性

右击左侧Model浏览器的空白处——>Create——>Material，在下方属性列表中设置材料名称Name、卡片属性CardImage（一般为MAT1，各项同性材料）、弹性模量E、泊松比NU、密度RHO等。

创建材料属性

Step 5：定义单元属性

右击左侧Model浏览器的空白处——>Create——>Property，在下方属性列表中设置属性名称Name、卡片属性CardImage（壳单元为PSHELL）、材料Material（双击选择步骤4定义的材料）、片体厚度T（壳单元需要设置）等。

定义单元属性

Step 6：设置组件管理器

展开Model浏览器Component列表，选择其下方的零件，单击下方属性列表中的Property，然后单击右侧黄色框，选择步骤5定义的单元。

Step 7：创建约束和载荷

右击左侧Model浏览器的空白处——>Create——>创建两个Load Collector，分别用于创建约束（SPC）和载荷（FORCE）：

1) 右击SPC——>MakeCurrent使之高亮显示，右下侧选择Analysis面板——>Constraints，选择节点nodes、线lines、面surf等，选择约束方向dof（dof1~dof3为x、y、z轴的平移，dof4~dof6为x、y、z轴的旋转），点击create创建约束，点击return返回；

创建约束

2) 右击FORCE——>Make Current使之高亮显示，右下侧选择Analysis面板——>forces，选择节点、线、面等，设置载荷大小magnitude和方向axis，点击create施加载荷，点击return返回。

添加载荷

至此，完成Hypermesh前处理操作，后续既可以采用自带求解器计算，也可以作为其他分析软件的输入，如后处理求解器ANSYS，具体操作详见：Hypermesh和ANSYS联合仿真。

来源：纵横CAE

结构稳定性分析-理论篇

1结构稳定性分析原因许多结构都需要进行结构稳定性计算，如细长柱、细长杆、压缩部件、薄壁结构、旋转受压结构、真空容器等。这些结构件在不稳定开始时，任意方向的微小载荷、很小动荡都会使得结构有一个很大的改变。2结构稳定性涉及概念临界载荷：结构在理论上的失稳载荷，或屈曲开始时的载荷。分支点失稳对应的载荷，又称为第一类失稳。极限载荷：结构在实际工作环境中的失稳载荷。在实际结构中，载荷很难达到临界载荷，因为存在扰动和非线性行为，结构在低于临界载荷时通常就会变得不稳定，这个失稳载荷称为极限载荷。极值点失稳对应的载荷，又称为第二类失稳。需要采用大扰度理论，本质上属于几何非线性问题。3结构稳定性分析技术线性屈曲分析：又称为特征值分析或结构弹性稳定性分析，求解分支点失稳问题。预测结构在理论上的理想线弹性屈曲强度（分歧点），忽略所有的非线性行为（材料、接触和状态），产生非保守的结果，预测值偏高（甚至超过实测值几十倍），计算误差很大。因此，参考价值不大，但是求解速度快、省时，可以提供屈曲失效的上限值。非线性屈曲分析：缺陷和非线性行为阻止了真实结构达到它们理论上的弹性屈曲强度，求解极值点失稳问题。考虑了加工缺陷、几何非线性（如大扰度）、材料非线性等因素，并采用逐步递增的载荷来搜寻导致结构不稳定的载荷点，是一种非线性静力分析。比较接近实际情况，计算结果更准确，而且可以进行后屈曲分析，但是耗时。包括几何非线性失稳分析、弹塑性失稳分析（材料非线性失稳分析）、非线性后屈曲分析（包含几何非线性和材料非线性）。来源：纵横CAE