听说Hypermesh可以自动画球的六面体网格了？_Workbench_HyperMesh_二次开发_UM_Origin

听说Hypermesh可以自动画球的六面体网格了？

CAE无剑

21小时前浏览59

众所周知，当然你也可以不知，哈哈，目前我知道的球的六面体网格有三种画法，文章中所述的应该属于较难的那种，各种切分，合并，然后使得模型形成可映射的结构，所以球的六面体网格在hm中对于新手而言是一个很不错的练习项

声明：

1、如果你是用这个代码只为了来生成球的六面体网格做分析用，我个人建议去Lsdyna的前后处理软件LS-prepost里面直接一键生成个球网格，这个网格很漂亮，导出K文件即可

2、如果没有安装Lsdyna没关系，用ANSYS Workbench也可以设置多区网格划分方法生成质量不错的球

3、如果没有安装ANSYS，那就用我写的代码生成吧，毕竟Hypermesh画个漂亮的球六面体网格挺费劲

这个代码中有几个问题，我懒得改了，正在学习hm二开的读者可以一试

1、这个运行时候只能新建一个hm文件，如果使用存在comp的文件会报错，这个是因为我写的时候没有判断是否存在comp，正式写程序的时候首要就是要判断

2、如果在一个hm文件中生成2次不同半径的球网格也会报错，因为我在留下八分之一的球几何时候是通过Solid的ID来的，正常要通过坐标来定位到要留下的Solid

3、我使用不同的Hypermesh版本试了一下这个代码的网格生成能力，发现14版本和2022版本生成的球网格很规整，雅可比高，网格质量不错，但是用2022.3版本发现网格生成的雅可比较低，可能是基础的网格算法会有些差异

最后，代码共享出来也欢迎学Hypermesh二次开发的伙伴一起交流，共同进步，后面慢慢转到Dyna上

在Hypermesh2022版本生成的效果如下：

代码不长，你以为我只为了给你生成个球网格？

# 1、创建 0 0 0点建立球# 2、按照0 0 0点进行切分，留下1/8球体# 3、给留下的球体的每个边创建一个中点# 4、使用创建正方形命令，创建方块，然后进行布尔运算# 5、根据正方形的定点找到线，然后判断线是否为共享边，把不是共享边的选中# 6、根据选中的线，以及两个方向矢量去切分，共切三次# 7、切分之后把切分成的体，根据node的位置找到，两两合并# 8、六面体网格划分并镜像# 9、删除2D网格，清除临时节点# **************************# hm_measureshortestdistance2 -5 0 -5 nodes 1 0 0# *createmark lines 1 "by points" # hm_measureshortestdistance2 -5 0 -5 points 1 0 0# hm_writeviewcommands 0# hm_highlightmark lines 1 "h"# hm_entityinfo maxid solids# hm_latestentityid comps# **************************namespace eval ::Model::MeshCreate {}
proc ::Model::MeshCreate::Sphere3DMesh {radius meshsize} {set originPoint "0 0 0"set tol 0.1*fixedpointhandle 1set SphereCompName "Sphere_radius@$radius\mm"foreach {x y z} $originPoint {}# *createnode $x $y $z#正方形的三个点set Point1 "[expr ($radius/2)] $y $z"set Point2 "$x $y [expr ($radius/2)]"set Point3 "$x [expr ($radius/2)] $z"

*createentity comps name=$SphereCompName# set SphereCompName [hm_getvalue comps id=[hm_latestentityid comps] dataname=name ]# set SphereCompName [*setvalue comps  name=$SphereCompName name=Sphere_radius@$radius\mm]*solidspherefull $x $y $z $radiusputs "==========================SphereCreate is Done!========================"#沿着XYZ分别切分*createmark solids 1 "by comps name" $SphereCompName*createplane 1 0 1 0 $x $y $z*body_splitmerge_with_plane solids 1 1
*createmark solids 1 "by comps name" $SphereCompName*createplane 1 1 0 0 $x $y $z*body_splitmerge_with_plane solids 1 1
*createmark solids 1 "by comps name" $SphereCompName*createplane 1 0 0 1 $x $y $z*body_splitmerge_with_plane solids 1 1
#留下1/8球体
set retin [hm_entityinfo maxid solids]*createmark solids 1 "by comps name" $SphereCompNamehm_markremove solids 1 $retinset remove [hm_getmark solids 1]*createmark solids 1 {*}$remove*deletesolidswithelems 1 0 1puts "==========================1/8 Model is Done!========================"#单独显示球的comp*createmark components 2 $SphereCompName*createstringarray 2 "elements_on" "geometry_on"*isolateentitybymark 2 1 2#建立正方形# *createmark lines 1 "displayed"# *nodecreateonlines lines 1 1 0 0foreach {x1 y1 z1} $Point1 {}foreach {x2 y2 z2} $Point2 {}foreach {x3 y3 z3} $Point3 {}*solidblock $x $y $z $x1 $y1 $z1 $x2 $y2 $z2 $x3 $y3 $z3puts "==========================BlockCreate is Done!========================"
set BlockID [hm_latestentityid solids]
#布尔求差*createmark solids 1 $retin*createmark solids 2 $BlockID*boolean_merge_solids 1 2 14 1set BlockID [hm_latestentityid solids]#切割set Point4 "[expr ($radius/2)] [expr ($radius/2)] $z"set Point5 "$x [expr ($radius/2)] [expr ($radius/2)]"set Point6 "[expr ($radius/2)] $y [expr ($radius/2)]"foreach {x4 y4 z4} $Point4 {}foreach {x5 y5 z5} $Point5 {}foreach {x6 y6 z6} $Point6 {}*createmark points 1 "displayed"set Point4_id [lindex [hm_measureshortestdistance2 $x4 $y4 $z4 points 1 0 0] 4 ]set Point5_id [lindex [hm_measureshortestdistance2 $x5 $y5 $z5 points 1 0 0] 4 ]set Point6_id [lindex [hm_measureshortestdistance2 $x6 $y6 $z6 points 1 0 0] 4 ]set Pointsid [list $Point4_id $Point5_id $Point6_id]set LineUseful [list]#筛选出3根用来切割的直线foreach Pointid $Pointsid {*createmark lines 1 "by points" $Pointidset Linelist [hm_getmark lines 1]  foreach Line $Linelist {    set line_type [hm_getlinetype $Line]    if {$line_type == 2} {    lappend LineUseful $Line    }  }}#puts $LineUsefulset CutLine1 [lindex $LineUseful 0]set CutLine2 [lindex $LineUseful 1]set CutLine3 [lindex $LineUseful 2]*createmark lines 1 $CutLine1 $CutLine2 $CutLine3*linefromsurfedgecomp lines 1 0set CutLine1 [hm_latestentityid lines 2]set CutLine2 [hm_latestentityid lines 1]set CutLine3 [hm_latestentityid lines 0]#找到三根最长的弧线*createmark lines 1 "displayed"set line_ids [hm_getmark lines 1]set Curve [list]foreach line_id $line_ids {  *createmark lines 1 $line_id  set config [catch {*createbestcirclecenternode lines 1 0 1 0} res ]  #config为0说明为弧线  if {$config == 0} {    lappend Curve $line_id    }}*createmark lines 1 {*}$Curve*nodecreateonlines lines 1 1 0 0#找到三根线上新建立的节点*createmark nodes 1 "displayed"set node1_id [lindex [hm_measureshortestdistance2 $x4 $y4 $z4 nodes 1 0 0] 4 ]set node2_id [lindex [hm_measureshortestdistance2 $x5 $y5 $z5 nodes 1 0 0] 4 ]set node3_id [lindex [hm_measureshortestdistance2 $x6 $y6 $z6 nodes 1 0 0] 4 ]set nodeCoordValue [lindex [hm_nodevalue $node1_id] 0 0]
# 隐藏正方形块*createmark solids 1 $BlockID*maskentitymark solids 1 0
#切分球体*createmark solids 1 "displayed"*createmark lines 1 $CutLine2*createvector 1 $nodeCoordValue $nodeCoordValue 0*body_split_with_swept_lines solids 1 1 1 0 3
*createmark solids 1 "displayed"*createmark lines 1 $CutLine1*createvector 1 0 $nodeCoordValue $nodeCoordValue *body_split_with_swept_lines solids 1 1 1 0 3
*createmark solids 1 "displayed"*createmark lines 1 $CutLine3*createvector 1  $nodeCoordValue 0 $nodeCoordValue *body_split_with_swept_lines solids 1 1 1 0 3

#开始合并切分的solidset test1Point "$tol [expr $radius+$tol] 0"set test2Point "0 [expr $radius+$tol] $tol"set test3Point "0  $tol [expr $radius+$tol]"set test4Point "$tol 0  [expr $radius+$tol]"set test5Point "[expr $radius+$tol] $tol 0"set test6Point "[expr $radius+$tol] 0 $tol"
foreach {x7 y7 z7} $test1Point {}foreach {x8 y8 z8} $test2Point {}foreach {x9 y9 z9} $test3Point {}foreach {x10 y10 z10} $test4Point {}foreach {x11 y11 z11} $test5Point {}foreach {x12 y12 z12} $test6Point {}set TestPoints_A [list $test1Point $test3Point $test5Point]set TestPoints_B [list $test2Point $test4Point $test6Point]foreach A $TestPoints_A B $TestPoints_B {  foreach {A_x A_y A_z } $A {}  foreach {B_x B_y B_z } $B {}  *createmark solids 1 "displayed"  set Mergesolid1 [lindex [hm_measureshortestdistance2 $A_x $A_y $A_z solids 1 0 0] 4 ]  set Mergesolid2 [lindex [hm_measureshortestdistance2 $B_x $B_y $B_z solids 1 0 0] 4 ]  *createmark solids 1 $Mergesolid1  *createmark solids 2 $Mergesolid2  *boolean_merge_solids 1 2 14 3  *clearmark solids 1;*clearmark solids 2;}puts "==========================Splits is Done!========================"#划分网格
*createmark surfaces 1 "on plane" $x4 $y4 $z4 0 0 1 0.01 1 0*appendmark surfaces 1 "on plane" $x6 $y6 $z6 0 1 0 0.01 1 0*appendmark surfaces 1 "on plane" $x5 $y5 $z5 1 0 0 0.01 1 0set surf [hm_getmark surfs 1]# puts $surf*setedgedensitylinkwithaspectratio 0*defaultmeshsurf 1 $meshsize 2 1 2 0 1 0 1 
*createmark solids 1 "by comps name" $SphereCompName*solidmap_solids_begin 1 829568 $meshsize*solidmap_solids_end 

# 沿X轴镜像*createmark elements 1 "by comps name" $SphereCompName*duplicateentities elements 1 2*createplane 1 1 0 0 $x $y $z*reflectmarkwithoption elements 2 1 0*clearmark elems 1;*clearmark elems 2;
# 沿y轴镜像*createmark elements 1 "by comps name" $SphereCompName*duplicateentities elements 1 2*createplane 1 0 1 0 $x $y $z*reflectmarkwithoption elements 2 1 0*clearmark elems 1;*clearmark elems 2;
# 沿z轴镜像*createmark elements 1 "by comps name" $SphereCompName*duplicateentities elements 1 2*createplane 1 0 0 1 $x $y $z*reflectmarkwithoption elements 2 1 0*clearmark elems 1;*clearmark elems 2;puts "==========================Mirror is Done!========================"#删除2D网格catch {*createmark elems 1 "by config" quad4 tria3*deletemark elements 1 }puts "==========================2D Mesh Delete is Done!========================"#清除临时节点*nodecleartempmark puts "==========================TempNodes Clear is Done!========================"#网格共节点*createmark components 1 $SphereCompName*equivalence components 1 0.01 1 0 0 0
hm_markclearall 1;hm_markclearall 2puts "==========================3D Mesh is Done!========================"*window 0 0 0 0 0}

set radius 10set meshsize 1
proc ::Model::MeshCreate::GUI {args} {  catch {destroy .window};            set Title Sphere_Mesh  set Newframe [frame .window ]  hm_framework addpanel  $Newframe  $Title  hm_framework drawpanel $Newframe  set lable1 [labelframe $Newframe.lable1 -text "Sphere 3D Mesh" -bd 2 -font hwtkBoldFont -fg red]  grid $lable1 -row 1 -column 0 -sticky nsew    set radius_lbl [hwtk::label $lable1.radius_lbl  -text "Sphere radius:" ]  set meshSize_lbl [hwtk::label $lable1.meshSize_lbl  -text "Mesh Size:" ]    set radius_ent [hwtk::entry $lable1.radius_ent -textvariable radius -width 10 ]  set meshSize [hwtk::entry $lable1.meshSize -textvariable meshsize -width 10 ]  grid $radius_lbl -row 1 -column 1 -padx 5 -pady 5   grid $meshSize_lbl -row 2 -column 1 -padx 5 -pady 5 -sticky nsew  grid $radius_ent -row 1 -column 2 -padx 5 -pady 5   grid $meshSize -row 2 -column 2 -padx 5 -pady 5       grid [ttk::button $lable1.runbtn -text "Run" -command {::Model::MeshCreate::Sphere3DMesh $radius $meshsize}\  -width 10 ] -row 1 -column 3 -rowspan 30 -padx 5 -pady 5 -sticky ns}::Model::MeshCreate::GUI

来源：CAE中学生

2.如何将网格文件导入Ansys_Workbench中

点击上方蓝字关注我们将HyperMesh（简称HM）中划分好的网格导入Ansys_Workbench（简称WB）可能有多种方法，这里介绍的是其中的一种（只会这种），总共分为三个步骤：将在HM中划分好的网格导出；将导出的网格文件导入Ansys经典界面，进行格式清洗，再导出.cdb文件；将格式清洗后的的cdb文件导入WB平台。下面具体说明每一步的操作流程，这里不涉及具体的网格划分操作，仅说明网格文件导入Ansys的流程。HyperMesh网格导出（以3D网格为例）在划分网格前先选择求解器为Ansys，图1。图1设置网格单元的类型在WB中划分网格及求解，软件会根据不同的求解模块自动赋予单元不同的单元类型。结构分析中常见的3D单元是solid185（8节点，一阶）和solid186（20节点，二阶）。但是如果将HM划分网格导入到WB中求解，则需要在HM中先确定并通过Property属性赋予网格单元类型，否则无法正确导入。网格模型的Property设置在结构树来确定。在此之前一般需要对软件进行Perferences设置，图2，图3。File→Preference→Browsers→Show entities in model and subsystem browsers。图2 图3这个选项的作用是能否在Model标签栏对结构树中的对象进行操作，图4，图5。图4（未勾选）图5（勾选）在导出网格模型之前，需要确认，导出的模型包含哪些类型（2D，3D），以本次案例为例，本次模型需要导出3D网格，因此需要对3D的Property进行设置。注意！HM默认导出所有的网格单元（包括2D，3D网格），如果没有2D网格的需求，则需要将2D网格删除，反之，则同样需要设置2D网格的Property。对于3D网格而言，8节点为一阶单元，在HM中一般选择solid45，20节点为二阶单元，在HM中一般选择solid186。经过测试，二阶单元如果被赋予一阶单元类型（solid45），在WB导入过程中，软件会自动将单元类型退化为一阶单元。因此，在HM网格划分时，可以全部划分为二阶单元，在通过Property来选择使用何种单元类型进行求解。以一阶单元Property设置为例，具体操作如下：单击图5中的Hex8，在Entity Editor中的Property前的“三”图标Create，创建Property图6。将Name改为property45，Card Image改为SOLID45p，并在Mat-ET Type中的Type前“三”图标Create，创建Sensor，图7。图6 图7选择结构树中的Sensors中的sensor1进行设置，将Element Type选为Solid45。用同样的方法设置Hex20的Property及Sensor（Solid186），图8，图9。简单来说即：分别对Hex8，Hex20单元创建Property及Sensor（Solid45，Solid186）。图8 图9网格模型导出导出网格模型（.cdb）文件，图10，文件名称为mesh_demo.cdb。File→Export→Solver Deck，在弹出的对话框中基本是默认设置即可，图11。至此完成HM网格导出。图10 图11网格文件（.cdb）在Ansys经典中格式清洗以Ansys2021版本为例，打开经典界面。File→Read Input from，定位选择mesh_demo.cdb文件，Plot→Element，显示并查看网格模型，最后导出新的网格文件（file.cdb），即导入到WB平台的网格文件，Preprocessor→Archive Model→Write。图12，图13，图14。图12 图13 图14格式清洗后的网格文件导入WB平台WB中导入网格模型的模块是External Model，流程如图15。图15进入External Model中，选择新生成的file.cdb文件，完成后单击导入的文件，进行相应的网格模型导入设置，如单位，移动等操作，这些根据实际需求设置，图16，图17。最后回到主界面，更新External Model，即完成网格模型导入。图16 图17至此，完成将HM中划分的网格文件导入WB。喜欢的话，给我点个“赞”、“在看”呗来源：CAE中学生