HyperWorks基于几何投影的网格变形

在Altair（HyperWorks）里，使用本节将演示如何通过 line difference 功能，将已有网格以几何图形为目标进行投影，以生成全新的网格模型。

图 7-5 网格变形模型的状态

 

Step01：读取模型。

(1) 打开文件 Exercise_7a.hm。

Step02：对保险杠模型进行网格变形。

(1) 在 Morphing 页面选择 map to geom 功能。

(2) 将几何对象选择切换为 line difference。

(3) 按图 7-6 所示内容，分别选择 from line 和 to line。

(4) 将 map domains 切换为 map nodes。

(5) 选择 nodes >> displayed。

(6) 在 map nodes.，选择 no fixed nodes。

(7) 在 map by line axis 中，将 mvbias 和 fxbias 设置为 1.0。 

 

图 7-6 from line 与 to line

 

(8) 点击 map。

此时，保险杠的侧面形态会随着新的投影几何的形态而发生改变。

 

练习 ：使用控制柄和变形域

在这一节，将通过一个具体实例，练习如何通过控制柄和变形域功能，实现网格变形。

Step01：读取并查看模型。

读取模型 Exercise_7b.hm。

Step02：自动生成二维变形域和控制柄。

(1) 由 HyperMorph> Domains > Create，进入创建变形域页面。

(2) 将创建变形域方式切换到 auto functions。

(3) 点击 generate。

通过 auto functions 功能，HyperMorph 将根据原有模型在网格形态上的特点，自动创建网格变形域，并生成全局变形控制柄，此外，还会在网格过渡特征明显的地方，自动生成并放置局部变形控制柄。

Step03：手工生成一个新的二维变形域。

(1) 请确认依然处于 Domains 页面下的 create 子菜单中。

(2) 选择对象为 2D domains。

(3) 将 all elements 切换到 elems。

(4) 点击 ，清除此前自动选中的所有单元。

(5) 通过 elems >> by window 功能，选择如下图所示的单元。

 

图 7-7 创建变形域

 

(6) 确认 partition 2D domains 被激活。

(7) 点击 create，创建变形域。

 

Step04：在模型曲边部分增加额外的控制柄

(1) 在 Domains，选择 edit edges 子菜单。

(2) 选择 split 选项。

(3) 在 domain 选择中，选择模型右下角的圆弧部分 edge domain。

 

在选取了对应的 edge domain 后，node 选项将被自动激活。通过鼠标点击的方式，在选定的 edge domain上，可以创建新的控制柄。 

图 7-8 编辑变形域

 

(4) 激活 node。

(5) 按下图所示位置，选取第一个 node，作为下一步添加控制柄的位置。 

图 7-9 选择节点分割边界变形域(a)

 

(6) 点击 split ，在选定节点处，对选定的 edge domain 进行分割，并在该节点处创建新的控制柄。

 

(7) 重复上述步骤，按下图所示方式，在模型下端圆弧与直线相切的位置，再创建第二个额外的控制柄。

 

图 7-10 选择节点分割边界变形域(b)

 

(8) 完成控制柄的创建后，点击 return，回到上级菜单。

Step05：在模型左侧的二维变形域中，添加两个新的控制柄

(1) 通过路径 HyperMorph > Handles > Create，选择 create 子菜单。

(2) 在 name =中填入 local。

(3) 激活 attached to: domain 。

(4) 选取模型左半部分的二维网格变形域。后续步骤中创建的控制柄将从属于该变形域。

 

图 7-11 选择节点创建添加控制柄

 

(5) 点击 by nodes: nodes，以激活节点选择。

(6) 按上图位置，选择上下各一个节点。

(7) 点击 create，创建从属于模型左侧的二维网格变形域的控制柄。

(8) 点击 return，回到上级菜单。

Step06：进行基本的网格变形练习。

(1) 进入 Morph 页面下的 move handles 子菜单。

(2) 激活 handles 选择。按下图标识，选择模型最右端的两个变形控制柄。

(3) 将 on domains 切换为 on plane。

(4) 激活 N1。

(5) 在 N1 N2 N3 中，选择模型二维网格表面不共线的三个节点。

(6) 点击 morph。

(7) 此时，在 HyperMesh 信息栏中，将出现“pick handles and move to new location” 的提示信息。

(8) 通过鼠标点选并拖拽的方式，移动控制柄，并从而实现网格变形。

(9) 可以注意到，随着控制柄的移动，网格的尺寸和形态亦在发生相应的改变。

• 所有从属于某一特定二维变形域的单元，都将随着控制柄的移动而发生网格形态的改变。

• 该二维变形域中，没有被选择的变形控制柄，则在网格变形的过程中，扮演着锚定点的角

色。

• 位于未被选定的一维变形域上的节点不会受到影响。

• 位于未被选定的二维变形域内的单元不会受到网格变形的影响。

(10) 释放鼠标左键，完成网格变形。

图 7-12 变形后的网格形态

 (11) 点击 undo。

HyperMorph 允许用户通过多次 undo 或 redo 功能，撤销/重操作针对模型网格变形过程中的各个操作历程。这位用户创建各类形状变量或更新模型设计带来了很大的方便。

(12) 点击 ，清除所选定的控制柄。

(13) （可选）在 handles 仍然处于被激活状态下，选择一个或多个全局控制柄（红色）。

(14) 点击 morph。

(15) 点击并移动各个全局控制柄，观察其对模型网格形态的影响。