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 一、背景介绍

    Hypermesh是由美国Altair公司开发的一款高性能有限元前处理器，其优秀的前处理性能受到许多行业有限元工作者的青睐。Abaqus作为老牌的有限元仿真软件，由于其优秀的非线性求解能力，因此被广泛应用于机械、土木、电子等行业。但其自带的前处理器Abaqus CAE在前处理方面确实有些短板，尤其是在涉及到复杂装配或一些其他的特殊场景时，处理起来就有些麻烦了。所以在实际工程中，主流的方法是通过Hypermesh前处理+Abaqus求解的方式进行有限元仿真工作。本文以一个简单但比较典型的例子说明这个工作流程，并指出一些容易碰到的问题。初学者或者不熟悉的人容易因此绕弯路。

二、案例

    本次案例的模型如下（模型没有实际工程意义，仅是为了说明仿真流程），上中下三层平板使用壳单元，三层壳单元中间夹着两个实体，实体和壳单元用绑定连接，左侧三层壳单元分别绑定在一起。材料使用带纤维的正交各向异性材料，整体长度方向为纤维方向。

三、流程

        本文默认读者对Hypermesh有基本的了解，会在Hypermesh里面进行基础的网格划分。因此，其中一些基础操作便不再赘述。

（1） 划分网格

        打开Hypermesh软件，并切换到Abaqus模板下，导入模型并对模型进行分组

    划分网格

    Hypermesh与Abaqus单元默认的对应关系可以通过以下方式查看，也可以通过这个命令修改。例如Hypermesh内的tria3单元（三角形单元）默认对应了Abaqus里面的S3单元，tetra4单元（四面体单元）对应了Abaqus内的C3D4单元。

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    划分好网格后也可以查看单个单元的类型，使用card edit命令，将类型改为elems，然后选择需要查看的单元。

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    这里能看到该单元的在Abaqus的inp文件的格式，里面包含了单元的类型为C3D8R。

（2）创建材料

    在模型树的空白位置点击右键，create>material，创建材料。

    点击刚才创建的材料，在左下角的属性浏览器中勾选Elastic（弹性材料），将Type更改为ENGINEERING CONSTRANTS（工程常数），在下面分别输入E1、E2、E3（三向弹性模量），Nu12、Nu13、Nu23（三向泊松比），G12、G13、G23（三向剪切模量）

（3）创建局部坐标系

    由于本文使用的是各向异性材料，因此需要创建局部坐标系为创建属性做准备，其实不止是各向异性材料需要定义局部坐标系，还有很多场景也需要定义局部坐标系。在下图的位置找到systems命令

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    该命令可以通过指定原点、X轴方向、XY平面创建坐标系（也可以选择Y轴，读者可自行尝试）

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    重点来了，如果只到这一步的话，Hypermesh内的局部坐标系无法导入到Abaqus里面去，笔者当时也在这里卡了很久。通过上文提到的card edit命令，将类型更改为systs，然后选择刚才创建的局部坐标系。

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    进行修改之后，坐标系便可以导入到Abaqus里面去了。

（4）创建属性

    在模型树的空白处右键点击create>property

    每一个component对应一个property，因此有几个component就创建几个property。使用壳单元的component，其对应的property作如下设置

    使用实体单元的component，其对应的property作如下设置。

    将property赋给对应的component

（5）创建绑定

    在模型树空白处右键单击，然后点击create>set segment，创建set segment，每一个绑定对需要一个master entity（主面）和一个slave entity（从面），Abaqus内同一个从面不能同时作为两个主面的从面，但同一个面可以作为从面的同时作为主面，同一个主面也可以同时作为多个从面的主面（在多层壳单元进行绑定时会遇到这类问题，有些绕，但Abaqus确实需要注意这一点，不然计算会报错，optistruct就不用考虑这些）

每两个需要连接的部件都需要建立一对主面和从面，创建完set segment后开始创建绑定,在模型树右键单击create>contact并在左下角属性浏览器里作如下更改。

    依次将模型所有需要有绑定连接的地方绑定上，并对绑定进行以上的设置。

（6）创建载荷步及边界条件以及输出请求

        创建约束一个load collector，用于放置载荷和约束，模型树空白区域右键单击create>load collector，将其属性作如下更改

    创建约束

    创建载荷

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    创建输出请求，右键点击create>output block

    并将创建好的output block作如下设置

        创建载荷步，在模型树空白区域右键点击create>load step

    将创建的load step作如下设置

    到现在，在Hypermesh里对模型的前处理就全部完成了，目前的状态是可以直接提交计算的状态，不需要打开Abaqus软件了。

（7）导出inp文件

    按照下图所标识的方式导出Abaqus用于求解的inp文件

        

（8）使用bat脚本文件提交计算

    新建一个txt文本文件，将这个txt文件后缀名改为bat。右键单击该文件，选择“编辑”。在里面输入如下命令：

    注意：命令里的“test”是导出的inp文件的文件名，例如我导出的inp文件全名是test.inp，那么这里就是 job=test

    将这个bat文件放置到与导出的inp文件在同一目录下，然后双击这个bat文件，即可提交计算。这个脚本只是提交单个inp文件的计算，可以通过边界简单脚本的方式轻松实现多个inp文件按顺序自动提交计算。

（9）Hyperviw后处理

    计算完成后在和inp文件同一目录下会生成一个odb文件，这是Abaqus默认的结果文件，打开hyperviw导入该文件即可查看结果。

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