專業(yè)的CAE前后處理平臺(tái)－HyperMesh/HyperView
Altair公司在CAE建模、有限元分析、可視化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和過(guò)程自動(dòng)化等領(lǐng)域的軟件產(chǎn)品始終站在技術(shù)的前沿，為全球客戶提供先進(jìn)的產(chǎn)品工程解決方案，引領(lǐng)工程技術(shù)的世界潮流。Hypermesh和Hyperview是Hyperworks產(chǎn)品中專業(yè)的CAE前后處理平臺(tái)。
一 Hypermesh的功能和特點(diǎn)
1. 具有全面的CAD軟件的接口，直接支持全球各主流三維CAD平臺(tái)和通用數(shù)據(jù)格式，模型讀入過(guò)程快速準(zhǔn)確，避免數(shù)據(jù)丟失或者幾何缺陷。
2. 具有全面的CAE接口，可以為各種主流有限元求解器進(jìn)行前處理。
3. 各種CAD，CAE軟件接口更新迅速，可以從公司網(wǎng)站或當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持快速得到新補(bǔ)丁。具有CAE模型轉(zhuǎn)換能力，不同求解器的文件可以相互轉(zhuǎn)換，并且保留有限元數(shù)據(jù)的完整性。
4. 界面友好，操作方便，具有豐富快捷的鼠標(biāo)操作，鍵盤(pán)快捷鍵和功能強(qiáng)大的宏菜單，允許嵌入用戶自己開(kāi)發(fā)的各種宏命令和流程自動(dòng)化模塊。
5. 強(qiáng)大的幾何清理和修補(bǔ)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)幾何清理。HyperMesh具有全套的幾何模型清理功能，用戶可以自己手工清理，也可以定義規(guī)則由軟件自動(dòng)清理。如果輸入的幾何曲面中存在縫隙、重疊、不對(duì)齊或者曲面丟失等現(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重妨礙網(wǎng)格自動(dòng)劃分的質(zhì)量，HyperMesh可以快速清理這些幾何缺陷。此外，去倒角、去倒圓、去孔和在孔周圍設(shè)計(jì)washer等復(fù)雜的幾何操作都可以方便完成。這些功能對(duì)提高網(wǎng)格劃分的質(zhì)量和速度具有非常重要的意義。
6. 實(shí)體幾何操作功能強(qiáng)大，支持實(shí)體間的各種布爾運(yùn)算。HyperMesh提供強(qiáng)大的幾何實(shí)體建模和布爾運(yùn)算能力，使得后續(xù)的實(shí)體網(wǎng)格劃分十分方便。此外，允許用戶直接在幾何模型上設(shè)定載荷、邊界條件、材料和單元特性，并將這些信息自動(dòng)地轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的有限元信息，從而大大加快整個(gè)有限元建模過(guò)程。
7. 強(qiáng)大的中面抽取和編輯功能，可以按厚度不同自動(dòng)分區(qū)并存儲(chǔ)厚度信息。HyperMesh可以從復(fù)雜的幾何體中抽出中面，并且保留原幾何體中各點(diǎn)的厚度特性，并將其直接映射到單元或節(jié)點(diǎn)上，厚度可云圖顯示。這個(gè)功能使得利用CAD幾何文件進(jìn)行殼單元網(wǎng)格劃分由復(fù)雜變成簡(jiǎn)單，特別對(duì)于鈑金件和塑料件的建模非常有用,可以節(jié)省工程師大量的建模時(shí)間。
8. 強(qiáng)大的1D網(wǎng)格劃分功能，可以快速定義各種梁截面，具有豐富的梁截面庫(kù)，具有梁?jiǎn)卧娜S顯示功能。
9. 強(qiáng)大的2D網(wǎng)格劃分功能，具有節(jié)點(diǎn)交互編輯功能；具有幾何和單元互動(dòng)功能，通過(guò)網(wǎng)格和幾何的關(guān)聯(lián)，對(duì)幾何的拓?fù)涓淖兛梢宰詣?dòng)重新劃分網(wǎng)格；可以利用網(wǎng)格直接生成高質(zhì)量的幾何。HyperMesh具有強(qiáng)大的二維網(wǎng)格自動(dòng)劃分功能，除常用的AutoMesh功能外，還提供SPLINE、SKIN、RULE、DRAG和SPIN等十余種網(wǎng)格劃分功能，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇，可以非常方便地人為選擇局部的節(jié)點(diǎn)分布，節(jié)點(diǎn)數(shù)目，單元類型，網(wǎng)格生成算法等。
10. 具有強(qiáng)大的網(wǎng)格質(zhì)量控制功能。
11. 提供完整的流程自動(dòng)化工具創(chuàng)建高質(zhì)量的四面體網(wǎng)格，支持實(shí)體的四面體網(wǎng)格自動(dòng)劃分，支持自動(dòng)幾何拓?fù)潢P(guān)系優(yōu)化。HyperMesh擁有優(yōu)秀的四面體網(wǎng)格生成算法，可以快速生成各種高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和流體網(wǎng)格，提供了由封閉面網(wǎng)格到體網(wǎng)格、幾何實(shí)體到體網(wǎng)格的生成方法，具有豐富的網(wǎng)格生成參數(shù)控制功能。QuickTetraMesh是專業(yè)的自動(dòng)四面體網(wǎng)格劃分工具，支持自動(dòng)幾何拓?fù)潢P(guān)系修復(fù)和自動(dòng)網(wǎng)格質(zhì)量?jī)?yōu)化，能提高四面體網(wǎng)格劃分速度達(dá)數(shù)十倍。
12. 強(qiáng)大的六面體網(wǎng)格劃分功能，有部分智能六面體劃分能力，可以通過(guò)網(wǎng)格變形技術(shù)保證網(wǎng)格與幾何的一致性。HyperMesh的六面體網(wǎng)格劃分算法非常豐富、人機(jī)互動(dòng)性非常強(qiáng)，強(qiáng)大的幾何編輯功能快速實(shí)現(xiàn)了對(duì)幾何的靈活分區(qū)，通過(guò)提供可自動(dòng)劃分區(qū)域的預(yù)先顯示模式，更可幫助判定區(qū)域劃分是否合理，是否已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)六面體網(wǎng)格劃分，從而大大提高六面體網(wǎng)格劃分的效率。此外，通過(guò)HyperMorph的網(wǎng)格變形功能，更可保證網(wǎng)格與幾何的嚴(yán)格一致性。其網(wǎng)格質(zhì)量之好，為業(yè)界所公認(rèn)。
13. 支持Shrink Wrap網(wǎng)格劃分技術(shù)，可以智能跨越縫隙和孔洞特征進(jìn)行曲面和六面體網(wǎng)格的剖分。
14. 具有強(qiáng)大的流體網(wǎng)格處理能力，支持風(fēng)洞網(wǎng)格的快速劃分，支持針對(duì)流固耦合仿真的SPH和FPM網(wǎng)格劃分算法。
15. 具有批處理的網(wǎng)格劃分方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)成百上千個(gè)零件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，支持分布式工作，支持智能幾何清理和單元質(zhì)量控制。
16. 豐富的單元質(zhì)量檢查功能，可以根據(jù)不同求解器設(shè)定質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)質(zhì)量不好的單元可以方便的顯示，選擇，存儲(chǔ)，修改。
17. 開(kāi)放的架構(gòu)，可以利用通用的TCL/TK語(yǔ)言進(jìn)行各種客戶開(kāi)發(fā)，有大量的封裝良好的庫(kù)文件可以直接調(diào)用。
18. 強(qiáng)大的網(wǎng)格變形功能，可以快速改變現(xiàn)有網(wǎng)格模型的各種參數(shù)和特征，無(wú)需返回CAD軟件，直接生成新設(shè)計(jì)的網(wǎng)格模型。
19. 強(qiáng)大的模型裝配功能，可以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)零件進(jìn)行焊接，粘接，鉚接，螺栓連接，具有多種連接單元以模擬不同的連接方式。HyperMesh可以處理千萬(wàn)單元級(jí)的超大模型，同時(shí)，提供各種方便的手段對(duì)復(fù)雜模型進(jìn)行裝配、連接、焊接和鉚接等。特別是其CONNECTOR功能，使原來(lái)消耗大量時(shí)間的模型裝配焊接變得快速和簡(jiǎn)單，并且支持幾十種連接單元以精確模擬各種連接方式。
20. HyperMesh提供全面的材料本構(gòu)關(guān)系模型，可以根據(jù)求解器卡片格式的不同，由用戶定義材料信息，然后直接輸出給相應(yīng)的求解器進(jìn)行計(jì)算。HyperMesh支持所有單元類型，包括各種一維、二維和三維單元，并且可以在一階和二階單元之間自由轉(zhuǎn)換。
21. 方便的模型管理能力，可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)管理，具有模型樹(shù)管理，編輯和顯示功能。支持圖形窗口和模型樹(shù)的交互選取和顯示。
22. 強(qiáng)大的邊界條件施加和工況管理，可以采用曲線，方程，文件等方法施加邊界條件；支持幾何體加載然后自動(dòng)映射到有限元模型上。
23. 支持拓?fù)?、形貌、尺寸、自由尺寸、形狀、自由形狀等?yōu)化方法的問(wèn)題定義和參數(shù)設(shè)置。
二 Hyperview的功能和特點(diǎn)
Hyperworks有一系列的后處理工具，包括Hyperview、Hypergraph、motionview、textview、mediaview等，它們均集成在一個(gè)界面下。
1. HyperView可以滿足CAE工程師對(duì)后處理功能的各種要求，它支持各種主流有限元求解器和多體動(dòng)力學(xué)求解器的結(jié)果后處理。
2. 支持模型、動(dòng)畫(huà)、視頻、文本等的多窗口顯示。
3. 能夠處理應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D、等值圖、矢量圖、向量圖、爆炸圖、切面圖、模型標(biāo)注、模型測(cè)量、結(jié)果查詢等，幫助用戶靈活快速地了解結(jié)構(gòu)在載荷作用下復(fù)雜的行為。
4. Hypergraph具有豐富的曲線圖表處理功能，支持二維曲線，三維曲線、曲面、復(fù)數(shù)圖、極坐標(biāo)圖，二維柱狀圖、三維柱狀圖，瀑布圖。支持載荷包絡(luò)處理，支持工況線形疊加功能，從而在后處理中直接得到各種二次處理結(jié)果而無(wú)需重新進(jìn)行有限元計(jì)算。
5. HyperGraph除了具有豐富的處理類型、高質(zhì)量的顯示性能和處理超大模型的能力外，還包含一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)處理器和數(shù)據(jù)分析工具，能夠完成各種數(shù)學(xué)計(jì)算，處理復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式，進(jìn)行各種曲線處理，如濾波，積分，各種變換等，為設(shè)計(jì)、測(cè)試和分析工程師提供了直觀的數(shù)據(jù)分析工具包和可靠的自動(dòng)操作工具。
6. HyperView可將后處理結(jié)果直接輸出至PowerPoint文件，或HTML文件，并可通過(guò)插件，在PowerPoint或HTML文件中播放動(dòng)畫(huà)。
7. 使用Tcl/Tk語(yǔ)言，針對(duì)Hyperwork后處理軟件進(jìn)行流程自動(dòng)化定制，可得到標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果報(bào)告，大大提高后處理的效率，保證結(jié)果的正確性。
三 總結(jié)
Altair HyperWorks是強(qiáng)大、高效、創(chuàng)新的新一代CAE軟件，不但在CAE前后處理具有巨大優(yōu)勢(shì)，在求解，結(jié)構(gòu)與多學(xué)科優(yōu)化，多體動(dòng)力學(xué)仿真等方面也具有領(lǐng)先的技術(shù)，在工業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用。目前全球客戶超過(guò)4000家，分布于汽車、航空航天、機(jī)械、電子、船舶、國(guó)防等各個(gè)行業(yè)。
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