HyperWorks 的实体几何创建与六面体网格剖分

创建和编辑实体几何

在 HyperMesh 有限元前处理环境中，有许多操作是针对“实体几何”的，例如创建六面体网格。在创建实体网格的工作中，我们既可以使用闭合曲面创建实体网格，也可以使用完整的实体几何创建实体网格。与闭合曲面相比，使用实体几何作为操作对象更具优势：创建网格时仅需选择该实体对象并指定扫略源面和目标面即可，在两个实体几何的连接处，几何连续性将保证得到的网格是连续的。

在这一节，我们将讨论：

• 什么是实体几何？

• 什么是实体几何拓扑结构？

• 在 HyperMesh 中，实体几何拓扑是如何显示的？

实体是一种三维几何对象。在 HyperMesh 中，还包含以下几种几何对象：

• Point：点(零维几何)，定义一个点需要坐标。

• Line：线(一维几何)，有限长度，分为直线段和曲线段。

• Surface：曲面(二维几何)，一个曲面有有限的面积。

• Solid：实体(三维几何)。

HyperMesh 与 CAD 软件的实体几何接口

在 HyperMesh 中，对“Solid”的定义为：由一组封闭曲面构成的三维几何实体。该定义方式与绝大多数 CAD 软件相同。HyperMesh 提供最广泛的 CAD 接口，并支持用户自定义接口，从而与三维建模软件无缝集成，保证模型快速准确的导入 HyperMesh 环境中。

如果用户选择通过 Geometry Import 导入几何模型，则可以通过以下两种方式：

• 通过下拉式菜单 – File > Import > Geometry。

• Toolbar > > Geometry 导入几何文件。

如果待导入的几何文件包含实体模型数据，那么 HyperMesh 也会将实体模型的信息导入到当前作业中。

HyperMesh 还可以通过以下几种方式，创建实体几何：

• Bounding Surfs –通过一组封闭的曲面构建实体。

• Drag – 以某一截面形状为基础，通过拉伸的方式构建实体。

• Spin – 以某一截面形状为基础，通过旋转的方式构建实体。

另外，通过 Primitives panel ，也可以创建一些简单的实体几何：

• 立方体/普通六面体

• 圆柱/圆锥

• 球体

图 4-1 HyperMesh 创建的基本几何体

下面的列表给出了在 HyperMesh 中常用的几何编辑工具及其位置：

Ø Surfaces panel 曲面编辑面板。

• 提供了创建曲面的各类基本方法 。

• 可以用于切分实体几何。

• 参与构成实体的曲面的边界必须与实体的其他曲面的边界处于同一封闭曲面组。

Ø Solid Edit panel 实体编辑面板。

• Trim with… – 通过以下方式将一个实体切分为两个或更多的实体。

o Nodes

o Lines

o Planes

o Surfaces

• Merge – 将两个或更多的实体合并为一个实体。

• Detach – 将相连接的实体分离。

• Boolean – 布尔操作。

o Union (Solid A + Solid B) 实体合并。

o Intersection (Solid A x Solid B) 保留相交位置实体。

o Removal (Solid A – Solid B) 从实体 A 中去除实体 B。

o Cut (Cut Solid A with Solid B) 使用实体 B 切割实体 A。

实体拓扑

拓扑（Topology）描述了实体几何间的连接关系。这种连接关系将被映射到剖分完毕的有限元网格上。与 2D 拓扑类似，在 HyperMesh 前处理环境中，3D 拓扑也有其独有的显示方式，如图 4-2 所示：

图 4-2 实体几何拓扑状态

3D 拓扑的显示方式由 Visualization Browser 进行控制，如下图所示： 

图 4-3 拓扑显示图例