六面體網(wǎng)格劃分教程2014-2-21

1、Innovation IntelligenceName: Xianjun FangName: Xianjun Fang（方獻(xiàn)軍）（方獻(xiàn)軍）Hexa Meshing in HyperMeshHexa Meshing in HyperMeshThe art of Solid Mesh!The art of Solid Mesh!Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.寫在培訓(xùn)開始前寫在培訓(xùn)開始前 劃分六面體網(wǎng)格可能很有挑戰(zhàn)性，在正式開始學(xué)習(xí)之前一劃分六面體網(wǎng)格

2、可能很有挑戰(zhàn)性，在正式開始學(xué)習(xí)之前一定要記住以下三點(diǎn)：定要記住以下三點(diǎn)：1、你、你要相信所有實(shí)體結(jié)構(gòu)都能劃分六面體網(wǎng)格！要相信所有實(shí)體結(jié)構(gòu)都能劃分六面體網(wǎng)格！2、你、你要要相信自己很聰明！相信自己很聰明！3、你要相信你要相信HyperMesh的六面體網(wǎng)格劃分功能足夠強(qiáng)大的六面體網(wǎng)格劃分功能足夠強(qiáng)大！接下來(lái)我們正式開始培訓(xùn)接下來(lái)我們正式開始培訓(xùn) Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介u1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介六面體網(wǎng)格劃分

3、簡(jiǎn)介u2. Solids功能講解功能講解u3. 六面體網(wǎng)格劃分功能六面體網(wǎng)格劃分功能u4.六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介六面體網(wǎng)格六面體網(wǎng)格劃分用到的劃分用到的HyperMesh功能驚人地少！功能驚人地少！所以，你需要學(xué)習(xí)和練習(xí)的大部分是經(jīng)驗(yàn)和技巧。所以，你需要學(xué)習(xí)和練習(xí)的大部分是經(jīng)驗(yàn)和技巧。六面體網(wǎng)格劃分包括兩個(gè)部

4、分：六面體網(wǎng)格劃分包括兩個(gè)部分：分塊策略網(wǎng)格劃分Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介分塊策略：分塊策略：分塊策略是六面體網(wǎng)格劃分唯一的真正的難點(diǎn)。分塊策略完全取決于你個(gè)人對(duì)于結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系的理解。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分塊能力有差異，沒(méi)有固定的流程，結(jié)果也不唯一。分塊劃分順序主要原則，主要原理是分塊劃分順序主要原則，主要原理是從繁到簡(jiǎn)從繁到簡(jiǎn)，從內(nèi)到外從內(nèi)到外。Copyright

5、2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介n網(wǎng)格劃分：網(wǎng)格劃分：分塊策略和劃分順序安排好了之后，剩下的就是用solid map劃分六面體。 HyperMesh的網(wǎng)格劃分的精華就在面網(wǎng)格面網(wǎng)格。n面網(wǎng)格由很多劃分方法：面網(wǎng)格由很多劃分方法：AutomeshRuledSkin 總的說(shuō)來(lái)六面體網(wǎng)格都是從總的說(shuō)來(lái)六面體網(wǎng)格都是從2D網(wǎng)格拉伸得到的！網(wǎng)格拉伸得到的！ 劃分過(guò)程可以對(duì)網(wǎng)格施加很多的控制！劃分

6、過(guò)程可以對(duì)網(wǎng)格施加很多的控制！Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.1. HyperMesh1. HyperMesh六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介六面體網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)介n實(shí)際劃分中常見問(wèn)題：實(shí)際劃分中常見問(wèn)題：1. 分塊策略。分塊策略對(duì)老手也是難點(diǎn)。2. 心中已有分塊策略，具體實(shí)施過(guò)程出錯(cuò)，不知道該如何切割幾何。這個(gè)其實(shí)就是沒(méi)有掌握好HyperMesh切割幾何等基本操作了。3. 幾何塊切分好了，在使用solid map劃分六面體網(wǎng)格的過(guò)程中出錯(cuò)，出錯(cuò)的地方可能就是不知道

7、solid map 的各個(gè)參數(shù)該如何正確設(shè)置。這時(shí)候應(yīng)該注意查看左下角狀態(tài)欄里面的提示信息，一般情況下都能知道錯(cuò)誤所發(fā)生的原因。任何學(xué)習(xí)都應(yīng)該是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的循序漸進(jìn)的過(guò)程。任何學(xué)習(xí)都應(yīng)該是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的循序漸進(jìn)的過(guò)程。要?jiǎng)澐謴?fù)雜的六面體網(wǎng)格要從簡(jiǎn)單的模型學(xué)起：簡(jiǎn)單的模型更適合學(xué)習(xí)原理要?jiǎng)澐謴?fù)雜的六面體網(wǎng)格要從簡(jiǎn)單的模型學(xué)起：簡(jiǎn)單的模型更適合學(xué)習(xí)原理Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.2.2.實(shí)體幾何功能講解實(shí)體幾何功能講解幾何清理幾何清理:Solid

8、s需要畫六面體網(wǎng)格，首先需要進(jìn)行一些必要的幾何清理。首先檢查幾何模型的正確性，清理模型的自由邊，重復(fù)面；然后去除一些對(duì)于分析中不關(guān)鍵的特征，倒角，小圓孔，翻邊等。六面體建?？隙ú荒芡耆M出幾何模型的特征，這個(gè)跟幾何模型的復(fù)雜程度相關(guān)，越是復(fù)雜的模型，建立的六面體網(wǎng)格則越難精確的劃分，一方面是細(xì)小特征太多，其次就是模型本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，六面體網(wǎng)格難以用合理的拓?fù)潢P(guān)系來(lái)表達(dá)。所以六面體畫網(wǎng)格前期重點(diǎn)工作就是幾何清理，一方面去除非關(guān)鍵的局去除非關(guān)鍵的局部特征部特征；另一方面就是對(duì)幾何模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必要的簡(jiǎn)化。Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Propriet

9、ary and Confidential. All rights reserved.2. Solids2. Solids幾何功能講解幾何功能講解Solid Edit:幾何清理完畢，則可以開始對(duì)Solid模型進(jìn)行切分，將原本很復(fù)雜的模型，切分成很多簡(jiǎn)單模型集合。這個(gè)過(guò)程是整個(gè)六面體劃分過(guò)程操作最復(fù)雜的部分這個(gè)過(guò)程是整個(gè)六面體劃分過(guò)程操作最復(fù)雜的部分，主要是靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和對(duì)六面體拓?fù)潢P(guān)系的理解。這里沒(méi)有唯一解！這里沒(méi)有唯一解！Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserve

10、d.實(shí)體映射劃分實(shí)體映射劃分可映射形狀可映射形狀10Solid Map Solid Map 需要具有可映射形狀的實(shí)體幾何需要具有可映射形狀的實(shí)體幾何 可映射形狀的定義為可映射形狀的定義為: :2 個(gè)相對(duì)面(稱為起始面和目標(biāo)面)1 個(gè)或多個(gè)面直接連接著源面和目標(biāo)面這些面使得起始面和目標(biāo)面之間的體成封閉狀態(tài)稱為“路徑面”劃分“Drag direction”: 從源面到目標(biāo)面的矢量方向一個(gè)體可以在多個(gè)方向上具有可映射性起始面(Source Face)路徑面(Along Faces)目標(biāo)面(Destination Face)拉伸方向(Drag Direction)Copyright 2013 Alta

11、ir Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實(shí)體幾何實(shí)體幾何3D3D拓?fù)渫負(fù)鋵?shí)例實(shí)例2 2：拓?fù)滹@示相連的實(shí)體：拓?fù)滹@示相連的實(shí)體11硬點(diǎn)可作為點(diǎn)選擇位于邊界的終點(diǎn)實(shí)體表面實(shí)體表面可作為表面選擇邊界面綠色屬于實(shí)體分割面黃色為兩個(gè)相連實(shí)體共有邊界邊界可作為線被選擇共享邊界綠色屬于一個(gè)實(shí)體的相鄰兩個(gè)表面非重復(fù)邊黃色屬于:一個(gè)分割的面或者2個(gè)實(shí)體面和多個(gè)表面Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All

12、rights reserved.實(shí)體幾何實(shí)體幾何創(chuàng)建實(shí)體的工具創(chuàng)建實(shí)體的工具導(dǎo)入導(dǎo)入下拉菜單File Import GeometryFile Import GeometryToolbar Toolbar 導(dǎo)入幾何HyperMesh 將從支持的實(shí)體數(shù)據(jù)類型中導(dǎo)入實(shí)體幾何可以使用split component by body功能把體放到不同的comp里Solid Solid 面板面板 (Geometry Create SolidsGeometry Create Solids)創(chuàng)建基本形狀的幾何實(shí)體正方體/塊圓柱體/圓錐體球體圓環(huán)體全體或部分體 Bounding Surfs Bounding Sur

13、fs 選擇封閉一個(gè)體的表面Drag along Drag along vectorvector將一個(gè)截面按照指定的矢量方向進(jìn)行拉伸Drag along Drag along normalnormal將一個(gè)截面沿著正法線方向進(jìn)行拉伸Drag along Drag along line line 沿一條線進(jìn)行截面拉伸Spin Spin 沿一個(gè)環(huán)路進(jìn)行截面拉伸12Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.Surfaces面板面板使用多種方法創(chuàng)建表面可以用來(lái)分割一個(gè)

14、實(shí)體表面的邊必須和實(shí)體的邊進(jìn)行合并Solid Edit 面板面板Trim with 使用以下方法分割實(shí)體成多個(gè)實(shí)體:Nodes 節(jié)點(diǎn)Lines 線Planes 平面Surfaces 表面Merge 將多個(gè)相鄰的實(shí)體合并成一個(gè)Detach 斷開相連的實(shí)體Boolean 高級(jí)分割合并操作Union (Solid A + Solid B) 合并（注意這里有很多選項(xiàng)哦）Intersection (Solid A x Solid B) 保留A,B兩個(gè)實(shí)體的交集部分 Removal (Solid A Solid B) 刪除A實(shí)體中包含于B實(shí)體的部分Cut (Cut Solid A with Solid B

15、) 用B實(shí)體切割A(yù)實(shí)體兩個(gè)實(shí)體都保留，但不再相交13實(shí)體幾何實(shí)體幾何創(chuàng)建實(shí)體的工具創(chuàng)建實(shí)體的工具Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實(shí)體實(shí)體幾何幾何創(chuàng)建實(shí)體的工具創(chuàng)建實(shí)體的工具工具欄工具欄:14 Geometry Color 按部件顏色、拓?fù)潢P(guān)系或是否映射來(lái)給幾何著色 Geometry Shading 設(shè)置幾何顯示為線框模式或陰影模式 Visualization Panel 可視化控制面板:基于拓?fù)涞倪吔绾兔娴娘@示表面陰影的透明度硬點(diǎn)的可視化體透明度的

16、顯示雖然不直接解決你的問(wèn)題但是卻讓你感覺(jué)清爽就像你在5A級(jí)辦公樓辦公和車庫(kù)里辦公一樣Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.3. 3. 六面體網(wǎng)格劃分功能六面體網(wǎng)格劃分功能 - solid Map- solid Map初始初始2d網(wǎng)格網(wǎng)格利用點(diǎn)、線、面、網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)定義六面體劃分體積模型利用點(diǎn)、線、面、網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)定義六面體劃分體積模型起始面+路徑面或者起始面+ 目標(biāo)面2D網(wǎng)格的模式會(huì)映射到目標(biāo)截面截面不需要保持恒定面可以曲率不同大致三角形或矩形 Copyri

17、ght 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實(shí)體映射劃分實(shí)體映射劃分多個(gè)實(shí)體多個(gè)實(shí)體16做什么:同時(shí)在多個(gè)體塊上創(chuàng)建六面體-五面體網(wǎng)格劃分每個(gè)體塊通過(guò)實(shí)體幾何選擇來(lái)確定每個(gè)體塊必須是可映射的形狀在創(chuàng)建實(shí)體網(wǎng)格前可以進(jìn)行結(jié)點(diǎn)密度，網(wǎng)格劃分方法，其他劃分控制等設(shè)置“Solid Map” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh multi solidsmulti solidsC

18、opyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實(shí)體映射劃分實(shí)體映射劃分其他方法其他方法17“Solid Map” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh generalgeneral這個(gè)面板允許你通過(guò)已存在的2D單元，基于你輸入的參數(shù)進(jìn)行3D網(wǎng)格的劃分使用general 下的子面板可以靈活的使用各種可能的方法控制網(wǎng)格的劃分“Solid Map” “Solid Ma

19、p” 面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh line dragline drag使用線拉伸(line drag)子面板先選擇2D網(wǎng)格，再選擇幾何模型的一條線作為映射方向Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.實(shí)體映射劃分實(shí)體映射劃分其他方法其他方法18“Solid Map” “Solid Map” 面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid

20、 Map Mesh Mesh linear solidlinear solid使用線性實(shí)體(linear solid)子面板來(lái)選擇兩組已存在的2D網(wǎng)格并互推形成連續(xù)的3D網(wǎng)格“Solid Map” “Solid Map” 面板面板 Mesh Create Solid Map Mesh Create Solid Map Mesh Mesh ends onlyends only使用 ends only 子面板來(lái)選擇兩個(gè)相對(duì)的面和原始2D網(wǎng)格，在兩個(gè)面之間生成3D網(wǎng)格Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidentia

21、l. All rights reserved.3D 3D 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分其他方法其他方法19“Linear Solid” “Linear Solid” 面板面板 Mesh Create Mesh Create 3D Elements 3D Elements L Linear 3Dinear 3Dlinear linear solidsolid 面板允許你在兩組平面單元間創(chuàng)建實(shí)體單元“Drag” “Drag” 面板 Mesh Create 3D Elements Mesh Create 3D Elements DragDragdragdrag 面板可以選中2D網(wǎng)格并將其沿指定方向進(jìn)行拉伸，生成

22、3D網(wǎng)格。Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.3D 3D 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分其他方法其他方法20“Line Drag” “Line Drag” 面板面板 Mesh Create Mesh Create 3D Elements 3D Elements Line DragLine Dragline line dragdrag 面板可以將結(jié)點(diǎn)、線或單元沿另一條線拉伸來(lái)創(chuàng)建單元“Spin” “Spin” Panel Mesh Create 3D Elements

23、 Mesh Create 3D Elements SpinSpinSpinSpin 面板允許你以一個(gè)矢量為法線方向旋轉(zhuǎn)一組單元?jiǎng)?chuàng)建圓周狀結(jié)構(gòu)單元Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.4. 4. 六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整在大部分情況下，大量的手工編輯讓人沮喪在大部分情況下，大量的手工編輯讓人沮喪所以，用所以，用“facesfaces”工具檢查網(wǎng)格連貫性消除網(wǎng)格間隙裂縫工具檢查網(wǎng)格連貫性消除網(wǎng)格間隙裂縫Faces命令自動(dòng)生成faces

24、 component方便進(jìn)行EquivalenceCopyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.4. 4. 六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整 切割六面體單元切割六面體單元 Split panel : hexa elements Has 6 options for pattern:2 Hexas3 Hexas4 Hexas2 PentasPenta-HexaHexa-PentaCopyright 2013 Altair Engineering, I

25、nc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.4. 4. 六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整六面體網(wǎng)格質(zhì)量檢查和調(diào)整切割六面體切割六面體單元（注意切割的規(guī)則）單元（注意切割的規(guī)則） Patterns for splitting are oriented relative to N1-N2 pickPattern is consistent whether rotating the element or picking different nodeExample below is penta-hexa option:+0+90+270+180C

26、opyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.總結(jié)思考總結(jié)思考 還是把六面體網(wǎng)格劃分當(dāng)成一個(gè)游戲吧：還是把六面體網(wǎng)格劃分當(dāng)成一個(gè)游戲吧：當(dāng)你劃完一個(gè)復(fù)雜的六面體網(wǎng)格的時(shí)候應(yīng)該為自己歡呼！當(dāng)你劃完一個(gè)復(fù)雜的六面體網(wǎng)格的時(shí)候應(yīng)該為自己歡呼！當(dāng)你劃完一個(gè)復(fù)雜的六面體網(wǎng)格的時(shí)候別人也會(huì)為你而歡呼！當(dāng)你劃完一個(gè)復(fù)雜的六面體網(wǎng)格的時(shí)候別人也會(huì)為你而歡呼！HAPPYHEXMESHING!Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Propri

27、etary and Confidential. All rights reserved.你認(rèn)為培訓(xùn)就這樣結(jié)束了嗎？你認(rèn)為培訓(xùn)就這樣結(jié)束了嗎？不，我們才剛剛起跑！Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.Tetra_solid_HexaMesh.hmTetra_solid_HexaMesh.hm四面體的分塊方法Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All ri

28、ghts reserved.Cone_HexaMesh.hmCone_HexaMesh.hm圓錐分塊方法Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.armbracketarmbracket用于練習(xí)solid map面板Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.curved_areas.hm5curved_areas.hm5圓角結(jié)構(gòu)的分塊方法Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserv