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Hypermesh软件的使用

2019-09-15 22:41:01·  来源：华南理工大学方程式赛车队  
　
车身车架组主要负责华工方程式赛车车身、车架、空气动力学套件、人机工程系统的设计与加工，是赛车血肉筋骨的缔造者。这期是车身车架组的干货分享之Hypermesh软
车身车架组主要负责华工方程式赛车车身、车架、空气动力学套件、人机工程系统的设计与加工，是赛车血肉筋骨的缔造者。这期是车身车架组的干货分享之Hypermesh软件的使用。
 
HyperMesh软件简介
 
Hypermesh是一款CAE软件包，它具有的强大的有限元网格划分前处理功能，在处理几何模型和有限元网格的效率和质量方面，HyperMesh具有很好的速度，适应性和可定制性。
 
对于车架设计者来说，HyperMesh是必须熟练使用的软件，在 HyperMesh软件中对车架设计方案进行有限元分析，评价静态下的强度和刚度，还可以进行自由模态分析，评价车架的动态特性。根据有限元分析的结果，对车架进行局部结构和尺寸的改良设计，使之符合规则要求。
 
HyperMesh车架管径优化
 
●打开HyperMesh，导入车架模型，模型加载了三种工况分别是弯曲（Bending），剪切（Shear），扭转（Torsion）。我们采用的是单一壁厚的模型，外径25、内径21，并且是在同一个Component里面，为了方便优化，我们先把管分组放在不同的Component里面，标注不同的颜色区分（标注颜色时最好按一定顺序来，这样不至于最后会重复太多），最好是建模时就分好组，同时对每组设置不同的Property。
●接下来创建设计变量，进入Analysis中的Optimization，当中共有六种优化方法。我们使用的是size(尺寸)。
在创建设计变量deavar的时候，名称尽量与Component里面的相对应，这在以后会带来很大的方便。举例：我们设置名称为tube01i(内径)，或者tube01o（外径）。
设置初始值（initial value）为10.5，上下边界值分别为1和14，点击create。再将设计变量与属性关联起来，进入generic relationship，name同样是tube01i，属性选择tube01对应的属性。
到这我们就可以体会到同一命名的方便，可以一一对应。然后选择优化对象Dimension2（内径）。
在这里要点击designvars设置系数，通常设置为1。点击create。同样的，我们创建外径的变量tube01o，设置初始值为12.5，上下边界为5和15。（这里的边界值可以根据需要自行设定，在此只是举例）
点击create创建。再进行设计变量与属性的关联（generic relationship），Property同样选择tube01，优化对象则要选择Dimension1（外径）。
这样一个属性就对应了两个变量tube01i和tube01o。接下来就可以陆续的设置变量了，一直到tube18i和tube18o，共有36个变量，对应36个变量和属性的关联。
（顺便说一下，这样的重复性的操作是非常考验人耐心的，而且也很耗费时间，所以学习软件中的二次开发是十分必要的，通过编程来使得这个过程自动化，提高效率，所以，非常欢迎有二次开发经验的童鞋来加入我们撒！）
●下面我们来设置响应（response），先设置质量（mass）响应,在response type中选择mass选项，选择total（全局质量），点击create。设置应力（stress）响应，选择static stress，在Property中选择all，点击create。再设计位移（disp）的响应，选择所有节点（nodes），选择total disp,点击create。这样我们就设置好了关键的响应，如下图
●然后我们设置约束（constraint）和目标（object），在dconstraint中选择应力（stress）约束，再选择stress的响应，设置边界值，不超过300MP，在对应的工况（loadsteps）选择我们事先设置的三个工况。
点击create创建。接下来设置位移的约束，由于有三种工况，我们分开设置三个约束：
首先是Bending，位移的上限设置为所需的值，在工况中只选择Bending。点击create创建。
同理我们创建其他几个工况对应的位移的约束，分别创建Shear对应的约束，设置上限：
Torsion对应的约束，设置上限：
然后就可以在左边看到如下的设置好的约束了：
●下面设置目标（objective）,在mass选项中选min（质量最小），点击创建。这样我们的设置就基本完成了，可以运算了。在Analysis中面板中选择OptiStruct,而后在run option的选项中选择optimization，然后点击OptiStruct开始求解，得出结果。在后处理中也可以具体查看优化后的结果。
（当然，以上的管径设置的是连续值，在实际中管径是离散的，我们可以在discrete dvs中设置离散的值。）
然后再依照上面的方法得出求解结果。管径的优化要经过多次，才会有比较好的结果。同时加上对车架结构的微调，在保证强度刚度的基础上实现最大程度的轻量化。 
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