什么是网格变形？HyperWorks网格变形设置方法

HyperMorph 是 HyperMesh 向用户提供的强大的网格变形工具。它可以在保证基本网格形态和质量的前提下，按照用户使用需求，自如的对已有的有限元模型进行网格变形。

HyperMorph 可用于：

• 改变已有的网格，生成新的设计方案。

• 将已有的网格映射至全新的几何模型。

• 用于创建形状优化设计变量。

 

在 HyperMorph 中，支持的基本网格变形技术包括：

• 变形域与控制柄方法 Domains and Handles。

• 变形体方法 Morph Volumes。

• 自由变形功能 Freehand Morphing。

• 几何映射变形功能 Map to Geometry。

 

为提高用户对网格变形功能的可控性，HyperMorph 还向用户提供了以下网格变形高级控制参数：

• 网格变形约束。

• 网格变形对称性控制。

• 网格变形偏置。

 

针对网格变形的结果，可以将其保存为 shapes。保存完毕的 shapes 可以被用于：

• 映射到其他模型中。

• 通过动画模式，查看网格变形历程。

• 载荷转移。

 

结束了网格变形后，用户可以方便的在 HyperMesh 中查看变形后的网格质量。并可以根据需要，自动完成网格光顺化及质量调整等功能。通过 re-mesh 功能，对基于变形域和控制柄方式的网格变形作进一步控制。

 

7.1 启动 HyperMorph

在 HyperMesh 中启动 HyperMorph

用户可以通过以下任意一种手段，启动 HyperMesh：

l 在页面上方的下拉式菜单中，找到并启动 HyperMorph。

 

图 7-1 下拉菜单启动 HyperMorph

 

l 在 HyperMesh 主菜单下的 Tool 页面中，找到并启动 HyperMorph。 

图 7-2 面板启动 HyperMorph

 

HyperMorph 在线帮助

用户可以通过以下任意一种方式，启动 HyperMorph 在线帮助，以获得关于网格变形技术的更多信息：

1. 在 Help 菜单中，点击 HyperWorks Desktop>HyperMesh。

2. 所有与 HyperMorph 相关的在线帮助文档及模型文件均储存在路径<install_ directory>/tutorials/hm/hypermorph 中。

 

7.2 HyperMorph 网格变形技术

HyperMorph 包含一系列应用于有限元模型变形的快速、灵活、有效的工具。它使用 HyperMesh 独特的变形对象：变形域、控制柄、变形约束、变形体、形状及对称来实现变形功能。这些变形对象和功能都能充分兼容，可以互补的应用。总的来说，网格变形可分为三种基本的方法：变形域和控制柄方法、变形体方法及自由变形方法。每种方法都有优缺点，建议用户首先对各种方法有一个基本的了解，在处理相关网格变形工作时，就可以选择一种比较适合的方法。三种方法总结如下：

 

(1) 变形域和控制柄方法（Domains and Handles）

变形域和控制柄方法将网格模型分割成包含单元或节点的变形域并将控制柄放置在这些变形域的角点上。HyperMorph 可以自动地将网格模型分割成若干个合理的变形域，同时也支持用户手动定义变形域和控制柄。移动控制柄后，网格模型的形状将随着变形域的边界变化。变形域和控制柄方法也支持参数化的结构长度、角度、半径和圆弧角度变形以及几何模型或其他网格的匹配变形。与其他两种变形方法相比，这是一种最复杂的方法，同时它也是最有用的方法。在进行网格的细节变化或整体变化时相当有效。

 

(2) 变形体方法（Morph Volumes）

变形体方法在网格模型周围创建一个或多个高度变形的六面变形体。在 HyperMorph 中有多种方法创建变形体，这其中包括单一和多个变形体自动创建以及交互式的手动创建。变形体方法支持相邻边界的平滑过渡，而且可以在变形体边界上放置若干个控制点。变形过程中，通过改变变形体交点处和各个边界上的控制柄，可以变化变形体的形状进而变化其内部的网格模型。变形体方法是一种快速灵活的网格变形方法，它在处理复杂模型的大尺度变形时极为有效。

 

(3) 自由变形方法（Freehand Morphing）

自由变形方法指在网格变形过程中通过移动节点的位置来实现网格的变化，其间不需创建任何变形对象。当定义了待移动节点、固定节点以及受影响单元后，用户可以快速的变化网格形状。整个过程中，节点位置变动具有较大的灵活性，用户可以通过平移、旋转和向几何形状投影以及匹配预置形状等方式来实现这些操作。同时，也可以使用 record 工具在任一面板如放缩（scale）、投影（project）等创建节点。自由变形方法在网格变形时不需创建变形域和控制柄方法中使用的变形对象，因而，它是 HyperMorph 理想的入门方法。自由变形方法同时也支持定制的变形，允许用户进行任何形式的网格变形。