第一章 有限元前处理概述

    在现代机械装备研发过程中，有限元模型的规模越来越大、网格也越来越精细、模型管理越来越复杂，而激烈的市场竞争又要求研发周期不断缩短、投放市场时间不断提前，因此，传统的有限元前后处理器已经远远不能满足这些新的需求。

    HyperMesh是一个高质量高效率的有限元前处理器，它提供了高度交互的可视化环境帮助用户建立产品的有限元模型。其开放的架构提供了最广泛的CAD、CAE和CFD软件接口，并且支持用户自定义，从而可以与任何仿真环境无缝集成。HyperMesh强大的几何清理功能可以用于修正几何模型中的错误，修改几何模型，从而提升建模效率；高质量高效率的网格划分技术可以完成全面的杆梁、板壳、四面体和六面体网格的自动和半自动划分，大大简化了对复杂几何进行仿真建模的过程；先进的网格变形技术允许用户直接更改现有网格，实现新的设计，无需重构几何模型，提高设计开发效率；功能强大的模型树视图能轻松应对各种大模型的要素显示和分级管理需要，特别适合复杂机械装备的整体精细化建模。HyperMesh的这些特点，大大提高了CAE建模的效率和质量，允许工程师把主要精力放在后续的对产品本身性能的研究和改进上，从而大大缩短整个设计周期。

    HyperMesh直接支持目前全球通用的各类主流的三维CAD平台，用户可以直接读取CAD模型文件而不需要任何其他数据转换，从而尽可能避免数据丢失或者几何缺陷。支持的CAD文件格式如表1-1所示。

表1-1 HyperMesh支持的CAD文件格式

    HyperMesh与主流的有限元计算软件都有接口，如Nastran、Fluent、ANSYS和ABAQUS等，可以在高质量的网格模型基础上为各种有限元求解器生成输入文件，或者读取不同求解器的结果文件，如表1-2所示。

表1-2 HyperMesh支持的CAE软件

    工程师还可以在 HyprMesh中采用User Profiles为不同的求解器制定相应的建模环境，也可以采用Tcl/Tk或命令行语言为 HyperMesh添加更多的接口，以满足工程师二次开发软件和程序的需要。

    以下通过一些实例显示HyperMesh的前后处理能力，具体实例如图1-1～图1-3所示。

图1-1 利用HyperMesh建立的汽车整车模型

图1-2 复杂的高质量六面体网格

图1-3 快速划分高质量四面体网格