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【HyperMesh宝典】之梁截面

8月前浏览4305
本文摘要(由AI生成):

本文介绍了如何使用HyperBeam创建梁截面,包括使用标准截面、从外部导入几何面、将2D单元转化成梁截面、用一个平面从一个实体上截取一个切面作为梁截面、将一个曲面投影到一个平面上、通过若干条折线和每条折线的厚度确定截面的形状、跳过截面形状的定义直接给定截面参数等方法。同时,文章还介绍了各种截面类型的参数含义和创建过程。

很多用户平时很少会用到梁单元,更不用说任意形状的复杂梁截面了。其实再奇葩的截面本质上也就是一个平面形状而已,我们可以像当年上小学数学课一样研究一个平面几何形状,那样学起来会感觉轻松一些,本讲会介绍如何使用HyperBeam创建截面。


HyperBeam提供了多种定义梁截面的方法。既然是一个面,自然有很多种获取它的方式,比如:

     


使用HyperMesh或者求解器的标准截面(standard section)

     


从外部导入一个几何面或者通过一圈封闭曲线创建一个面(solid section)

     


将2D单元转化成梁截面(solid section)

     


用一个平面从一个实体上截取一个切面作为梁截面(solid section)

     


将一个曲面投影到一个平面上(solid section)

     


通过若干条折线和每条折线的厚度确定截面的形状(shell section)

     


跳过截面形状的定义,直接给定截面参数(general section)

 
       

接下来依次为大家讲解

1

使用HyperMesh或者求解器的标准截面。

可选的标准截面类型因求解器而异,比如OptiStruct模板下支持的标准截面如下:

 

在HyperBeam中创建一个OptiStruct的L型标准梁截面步骤如下:

Step1

从模型浏览器>HyperBeam进入

 

Step2

在新打开的HyperBeam窗口浏览器位置,点击鼠标右键Create>Standard Section>OptiStruct>L

 

Step3

自动创建的梁截面如下:

 

Step4

在左下角更改截面参数后图形区就会更新截面形状,至此定义完成。

 


右侧data区域中各种参数的意义会在本文的最后解释。

点击菜单栏File>Exit退出HyperBeam界面,查看Beam Section Collector下可知已创建L形截面。

 


2

从外部导入一个几何面或者通过一圈封闭曲线创建一个面。

Step1

创建一个曲面并导入HyperMesh。

对HyperBeam来说面从哪里来都是一样的,比如AutoCAD、Creo、UG、CATIA等CAD软件,这里使用的曲面在澳汰尔公司的工业设计软件Evolve(现在的新名字叫solidThinking Studio)里创建。

 

Step2

进入HyperBeam面板并设置如下:

 


👉 Cross section plane: 默认是所选面所在平面(可以选择投影到其它平面);

👉 Section Base node:截面坐标系的原点位置;

👉 Orientation vector:截面坐标系的第一轴方向。

Step3

点击Create后就可以看到创建的截面和相应的参数。

 

上图中左下角的表格是定义五角星的各个顶点坐标(可编辑)。


3

将2D单元转化成梁截面。

该方法和方法2是几乎一样的,略去解释。

 

4

用一个平面从一个实体上截取一个。

Step1

先把实体从外部导入HyperMesh,下图的古怪实体也是从Evolve中创建的。

Step2

在HyperBeam面板截取实体的一个截面并按照如下设置创建为梁截面。

 

Step3

得到截面如下:

 

如果选择一个更倾斜的平面去截取,结果可以是这样:

 
 


5

将一个曲面投影到一个平面上(该方法很少用得到)。

Step1

先把曲面导入HyperMesh,还是Evolve创建的。

 

Step2

在HyperBeam中设置如下,包括投影平面和截面坐标轴的原点和第一轴等。

 

Step3

投影后得到的截面如下:

 


6

通过若干条折线和每条折线的厚度确定截面的形状。

典型的应用场景包括汽车的A柱/B柱用梁单元等效建模。这里需要说明一点,作为定义一个梁单元用的折线可以有T型连接,但是不能断成不相连的两截。也可以直接从外部导入曲线或者从曲面/实体从截取线,先通过一个例子了解大致的过程:

Step1

绘制或导入一条曲线,或者从曲面/实体上截一条,结果都是一样的。

 

Step2

在HyperBeam面板设置好参数并创建截面。

 

HyperBeam视图下的信息如下:

 

Step3

创建beam单元。

 
 

这里务必注意offset的方向(x轴指向是单元的节点顺序决定的,y轴是截面坐标系的第一轴,z轴由右手定则确定并且要和截面第二轴的方面吻合),另外,offset数值是HyperBeam中的值的相反数。

 

Step4

打开梁单元的3D显示。

 

结果和曲线的位置完全重合。

     
 

此外,shell section还提供了很多额外的功能。

 

截面曲线可以从csv文件导入,创建好的截面信息也可以保存为csv并进行编辑。


7

Generic section.

该类截面只有数值无截面图形,直接输入截面的参数进行定义,只在某些特殊场合(比如优化)会用到。

各参数的物理意义说明如下(相关公式可打开HyperMesh帮助查看):

 

(点击查看大图)



本期内容就到这里啦,觉得好看就多多分享吧,接下来的几期我们将会介绍connector模块,敬请期待。


来源:Altair澳汰尔
OptiStructHyperMesh汽车CATIAUGCreo曲面
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:2024-03-26
最近编辑:8月前
Altair澳汰尔
澳汰尔工程软件(上海)有限公司
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