摸着前辈过河：SpaceClaim+HyperMesh+Workbench联合仿真手把手速通

本文是2023年最后一篇学习笔记，祝大家2024年升职加薪、出任总经理、迎娶白富美，走上人生巅峰。

各软件的指导资料基本上都是各自为政，但是实际工程使用中，却经常用到联合仿真，这就是书本与实际的脱节之处。

之前小鲸鱼同学已经写过HyperMesh与Workbench的联合仿真，我作为摸着CAE中学生的前辈过河的初学者也禁不住摩拳擦掌，在此抛砖引玉，本文主要针对初学者。

大家都知道，SpaceClaim（简称SC）是模型处理的天花板，HyperMesh（简称HM）是网格划分的天花板，Workbench（简称WB）就算不是天花板也是大柱子，那么它们三者合在一起，各取所长，会发生什么魔法反应呢。

提要：HM在Abaqus/HM环境下导出的inp模型可以直接导入WB中，但是如果要使用Ansys环境下导出的cdb模型，则需要在HM中给网格赋予属性，然后去Ansys APDL中刷格式，才能被WB识别，这多少有点叔伯不亲娘舅亲的意思。本文将介绍inp和cdb两种格式的传递方法。

本文以一个简单的样杆拉伸仿真来说明，模型较简单。

打开SC，为了统一单位，在SC中点击文件——SpaceClaim选项——单位，将单位修改为公制——毫米。如果以前设置过的可以忽略此步。

在XY平面第二象限建立如下草图。

通过拉伸旋转90度，得到1/4模型。

由于HM不识别scdoc格式，所有另存为中间格式stp、igs或x_t。保存路径和文件名都不能使用中文。

(1)几何模型导入HM

打开HM经典界面，使用默认配置。

导入模型，格式选择自动检测（Auto Detect），找到刚才保存的stp模型，将单位制改为随CAD模型。

HM几何模型导入时容易出现单位紊乱，所有还需要检查下模型尺寸对不对。点击页面菜单的Geom——length或distance测量距离。

按住Ctrl后，使用鼠标左键旋转模型到合适角度。测量模型的一条边。如果模型不正确则使用Tool——scale进行缩放，本文无需缩放。

(2)网格划分

使用Geom——quick edit——toggle edge压缩圆角处的分割线，使得外表面成为可扫掠的一个整体面（如果圆角处重要就不能这样处理）。

我们直接在小直径处划分2D网格，使用2D——automesh。设置尺寸为1mm，强制全四边形网格，勾选AR连接选项，设置容差10，这样更容易生成映射面网格。

修改边网格份数，生成映射面网格，点击return确定。

使用3D——solid map生成扫掠网格。源面选择none，element中选择刚才的面网格，目标面选择大直径处，扫掠路径选择剖分的两个面和外表面。网格尺寸设置为1，点击mesh生成扫掠网格。

(3)删除2D网格

点击mask结构树，选择只显示2D网格，选择删除工具，框选所有2D网格，点击删除。

(4)网格类型

通过3D——elem types检查单元类型，网格使用by config显示模式可直观看出当前网格类型，使用elems选择单元再点击review也能显示单元类型，可发现HM默认使用的是无中节点的C3D8系列网格。C3D8对应WB中的Solid185，C3D20对应Solid186。

(5)网格转换

WB静力学分析中常用高阶单元Solid186，我们本例也使用高阶单元。通过3D——order change修改单元是否带中节点。通过change to 2nd可以快速将所有单元转换为2阶单元。

网络转换后有必要再通过3D——elem types检查单元类型。

以下分别使用inp与cdb格式进行网格传递。

使用inp传递较简单，而且HM默认单元与abaqush的单元类型是兼容的，无需转换。也无需给网格赋予属性。按下图操作即可输出inp文件。

首先将环境更换为ansys环境。

使用cdb格式输出需要给网格赋予属性，否则无法识别。HM中的ansys环境下检查单元类型如下图，单元为Solid95单元，即20节点单元，我们在下文网格属性中将它改为Solid186。

给网格赋予属性示意图如下，这一步与2021之前的hm版本有点区别，21之前版本可以直接将sensor赋予网格单元，22版本需要通过property赋予。

先创建property和sensor：在Model结构树空白处右击——Create——Sensor，右击——Create——Property。

Sensor中设置单元类型为Solid186，积分选项默认不设置；Property中设置card image为GENERALp，然后在type中选择刚才创建的Sensor，材料此处无需设置在WB中去设置，如下图。

给单元赋予刚才设置的property属性。

只显示3D网格，输出cdb格式。

通过APDL刷格式：通过开始——ANSYS2023——Ansys Mechanical APDL Product Launcher打开APDL启动器，设置工作目录为cdb文件存放的路径，点击run打开软件。

通过File——Read Input from导入cdb文件。

导入后模型并没有显示，通过Plot——Elements显示单元。

通过Main Men菜单的Preprocessor——Archive——Write写出cdb文件，名称不修改则覆盖之前同名文件。

以上便完成了cdb文件的格式刷新，这一步也叫洗模型，只有通过APDL刷新后的cdb才能正确被WB识别。

进入WB主界面，创建外部模型。

双击进入“设置”界面，通过浏览找到inp或cdb文件，退出界面。

创建一个静力学项目，创建如下连接（不是把静力学拖到“外部模型”A2中，而是先创建静力学算例再创建链接）。

右击黄色闪电——更新，完成数据传递。

双击进入静力学算例，可以看到网格模型被传递过来了。

对称、材料、边界、计算等略。

本文这样的简单模型完全可以通过SC+WB完成，之所以大费周章是想写HM联合他们两者时候的注意事项，特别介绍了网格划分与模型导出，而材料、接触、边界条件、求解设置等都建议在WB中进行，毕竟WB设置更简单，很多缺省项都自动通过程序设置，大大降低了难度。从操作也可以看出来，inp模型比cdb模型使用更方便，所以CAE中学生里的大佬们都推荐使用inp格式。在此也感谢CAE中学生里的各位老师的耐心解答。