HyperMesh二次開發(fā)助力提高仿真效率！

有限元仿真的操作流程依次為基礎(chǔ)模型創(chuàng)建、模型設(shè)置（包括接觸、載荷、約束、工況等的建立）、計(jì)算提交、結(jié)果讀取、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告撰寫。由此可知，仿真基礎(chǔ)模型的創(chuàng)建是有限元仿真的首要步驟，其涉及中面抽取、厚度提取、零件命名、ID重排、材料賦予、屬性建立、網(wǎng)格劃分、焊接、模型檢查等項(xiàng)目。

然而，如若手動(dòng)進(jìn)行基礎(chǔ)模型創(chuàng)建，易出現(xiàn)以下問(wèn)題：

（1）工作效率低，重復(fù)的零件選擇、字符輸入等操作占用了工程師大量時(shí)間；

（2）過(guò)程質(zhì)量難以保證，由于工程師倦怠、疏忽等原因造成的字符輸入錯(cuò)誤等將導(dǎo)致錯(cuò)誤的基礎(chǔ)模型，乃至后續(xù)錯(cuò)誤的分析結(jié)果和錯(cuò)誤的優(yōu)化建議；

（3）知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不易積累，由于人員流動(dòng)會(huì)造成優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)或技巧流失，造成損失。

有鑒于此，企業(yè)一般會(huì)對(duì)所使用的的CAE軟件進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)模型創(chuàng)建的自動(dòng)化，有效提高了操作效率和防錯(cuò)性，以達(dá)到規(guī)范流程、簡(jiǎn)化操作、封裝知識(shí)的目的。

元王代理的HyperMesh軟件是世界公認(rèn)的優(yōu)秀前處理軟件，廣泛應(yīng)用于汽車、電子儀器、生物醫(yī)學(xué)、航空航天、工業(yè)設(shè)備和重型工程等行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中。HyperMesh軟件不僅提供了強(qiáng)大的前處理功能還提供了完善的API（應(yīng)用程序接口），用戶可以根據(jù)自己的獨(dú)特需求利用Tcl/Tk語(yǔ)言結(jié)合這些API進(jìn)行HyperMesh二次開發(fā)。使工程師從繁瑣的前處理工作中解放出來(lái)，將主要精力集中在解決問(wèn)題的本質(zhì)上，從而提高有限元分析工作的質(zhì)量和效率。

  基礎(chǔ)模型自動(dòng)化工具交互界面  

通過(guò)與分析工程師的實(shí)時(shí)交流，結(jié)合HyperMesh的編程語(yǔ)言特點(diǎn)，優(yōu)化基礎(chǔ)模型創(chuàng)建時(shí)的各項(xiàng)動(dòng)作，開發(fā)基礎(chǔ)模型自動(dòng)化工具的交互界面，如下圖所示。

  基礎(chǔ)模型自動(dòng)化工具各模塊功能  

基礎(chǔ)模型自動(dòng)化工具分為中面抽取模塊、屬性材料建立模塊、網(wǎng)格劃分模塊、焊接模塊、模型檢查模塊，各模塊的具體功能如下所示。

（1）中面抽取模塊： 工具根據(jù)用戶提供的路徑自動(dòng)導(dǎo)入數(shù)模； 自動(dòng)對(duì)各鈑金抽取中面。

（2）屬性材料建立模塊：工具自動(dòng)修改component的name和ID；工具自動(dòng)為每個(gè)component建立對(duì)應(yīng)的property卡片；工具根據(jù)用戶提供的BOM表路徑，讀取BOM表中的零件厚度值與材料；工具自動(dòng)建立material卡片，并與component和property關(guān)聯(lián)；工具自動(dòng)識(shí)別零件數(shù)模真實(shí)厚度，并與BOM表中的厚度值對(duì)比，并輸出不一致信息。

（3）網(wǎng)格劃分模塊：工具可根據(jù)默認(rèn)的批處理網(wǎng)格劃分文件（*.param和*.criteria），進(jìn)行BatchMesh；工具也可根據(jù)用戶指定的批處理網(wǎng)格劃分文件（*.param和*.criteria），進(jìn)行BatchMesh。

（4）焊接模塊：根據(jù)用戶提供的焊點(diǎn)文件*.xml路徑，工具自動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)焊的建立；根據(jù)用戶提供的*.xml路徑，工具自動(dòng)進(jìn)行縫焊的建立。

（5）模型檢查模塊：工具可自動(dòng)進(jìn)行幾何刪除、法向調(diào)節(jié)、自由邊檢查、重復(fù)單元檢查、未用屬性檢查、未用材料檢查、未用set檢查、空白set檢查、空白component檢查等，并修復(fù)。

  效率對(duì)比  

基礎(chǔ)模型自動(dòng)化工具使用戶免除了重復(fù)的零件選取和龐雜的數(shù)據(jù)輸入， 以汽車背門基礎(chǔ)模型的中面抽取、屬性材料建立、焊接為例，分別進(jìn)行基礎(chǔ)模型的傳統(tǒng)手動(dòng)操作和工具自動(dòng)操作， 用時(shí)對(duì)比下圖所示。 從中可發(fā)現(xiàn)， 采用基礎(chǔ)模型自動(dòng)化工具后， 作業(yè)效率提高了70%。由此推廣到整車基礎(chǔ)模型的建立，可使工程師的工作效率得到極大提升。

  二次開發(fā)應(yīng)用擴(kuò)展   

通過(guò)開發(fā)獨(dú)立的自動(dòng)化工具（不依附于前、后處理軟件），使用戶只需在交互界面中選擇仿真項(xiàng)目名稱和相關(guān)文件路徑，工具便后臺(tái)調(diào)用HyperMesh、 HyperView、求解器以及相應(yīng)的腳本，即可進(jìn)行其余仿真操作流程的自動(dòng)化，包括模型設(shè)置、計(jì)算提交、結(jié)果讀取、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告撰寫。

總結(jié)

通過(guò)進(jìn)行仿真基礎(chǔ)模型創(chuàng)建的HyperMesh二次開發(fā)，避免了手動(dòng)操作的諸多弊端，其可實(shí)現(xiàn)的成果包括：

（1）實(shí)現(xiàn)了仿真基礎(chǔ)模型創(chuàng)建的自動(dòng)化，工作效率大幅提高；

（2）腳本自動(dòng)運(yùn)行，有效防錯(cuò)，過(guò)程質(zhì)量大幅提升；

（3）腳本規(guī)范了模型的命名和編號(hào)，有效保證了模型一致性；

（4）封裝知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，不因人員異動(dòng)而經(jīng)驗(yàn)流失，知識(shí)傳承有效改善；

（5）為仿真其余操作流程的自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。

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