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基于HyperMesh二次开发的静刚度分析程序 |
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作者：樊红光 昝建明 |
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摘要：静刚度分析是汽车研发CAE分析中的一项基础、繁琐而又十分重要的工作。本文利用TCL语言对HyperMesh进行二次开发，将静刚度分析流程化，程序化，既节省了工作时间，同时也提高了分析的准确率，一致性。
1 前言
在汽车研发的CAE分析工作中，静刚度分析是一项基础而重要的内容。静刚度分析内容多，工作量大，且分析流程类似，操作大量重复，枯燥繁琐；同时，静刚度分析项目不同工况的载荷大小、约束及其它操作和参数存在较多细节上的差异，工程师在完成该类分析时，容易出现人为的遗漏和错误，还需耗费大量时间去检查；另外，静刚度分析对应的分析规范多，并且由于分析方法的改进，分析规范也处在不断的更新过程之中。为了确保分析方法与最新的分析规范相一致，工程师每次分析之前均需要查阅和确认最新的分析规范。不仅耗时费力，而且容易出错。这样就很难保证分析规范严格高效地执行。本文利用TCL/TK语言，对HyperMesh进行二次开发，将基本的静刚度分析项和分析规范集成到HyperMesh当中，固化分析参数与步骤，最大程度地减少人工干预。实现了静刚度分析流程自动化，很好的解决了静刚度分析面临的上述问题，大大提高了工作效率。为了便于推广应用，还编写了相应的使用帮助文档《静刚度/模态分析程序使用手册》，便于CAE工程师快速学习和查阅。
2 程序功能介绍
程序界面如图1所示，在HyperMesh菜单栏上添加了一个NVH下拉菜单，菜单分为二级，第一级为静刚度分析和模态分析，静刚度分析的二级菜单则为20多项常规的刚度分析内容，模态分析的二级菜单则为自由模态分析和约束模态分析。网格模型导入后，选择二级菜单中的相关分析项，程序将提示并引导用户作一些简单的输入，程序将自动完成其它的处理工作，并生成求解器输入文件，同时在HyperMesh中添加了一个工具条，使得用户可以直接在工具条上点击相应按钮，即可启动求解器进行分析，并将结果文件保存到用户指定的目录当中，如果用户一次选择了多个分析项，并在最后点击工具条上的启动求解器计算按钮，则程序生成批处理文件，可使求解器批量处理这些分析项。
图1 程序菜单示意图
3 使用实例
本节以车门内板玻璃升降器安装点刚度为例，介绍程序的操作流程。
首先导入车门的有限元模型，并按程序使用手册中的要求，将车门锁芯和铰链孔中心的节点编号。然后在下拉菜单中依次选择NVH->静刚度分析->前门玻璃升降器安装点刚度分析，则程序进入到图2所示界面，并提示用户选择待分析的安装点。
点击确定并按图3所示的方式选择每一个安装孔边缘的任意一个节点，并点击proceed进入下一步。
此后程序将自动在安装孔处使用RBE2单元建立螺栓连接，并在安装孔中心即RBE2单元主点上创建局部坐标系，施加载荷，创建约束条件，以及求解器静力分析的相关其它卡片和参数。最后弹出对话框提示用户选择求解器输入文件的保存路径（图4），选择之后点击“确定”，完成该分析输入文件的创建。
点击工具条上的按钮“1.计算”，程序将弹出对话框让用户选择结果文件保存路径，选择路径（图5），输入文件名点击“确定”之后，则弹出提示框，让用户确实是否开始计算（图6）。
点击“是”则调用求解器开始计算（图7）。
4 结论
TCL语言简单易学，同时HyperMesh软件提供了丰富的二次开发接口，用户可以结合自己的工作需要利用TCL/TK语言对HyperMesh进行二次开发，定制满足用户特定需求的功能模块，体现了HyperMesh软件良好的拓展性和开放性。本文针对静刚度的分析流程进行了二次开发，首先分析了各分析项之间的共性及差异，在此基础上确定程序编写的步骤及相应的界面。然后结合工作实际操作中可能碰到的情况，运用相应的对话框进行提示，增强了程序在使用过程中的友好性，并能够在HyperMesh中一键调用分析软件，改变了先前的工作模式。本程序在实际工作中得到了全面有力的推广，实际应用表明，本程序具有规范流程，简化和标准化操作等优势，不仅提高了工作效率，而且也减少了工作中人为的遗漏和错误，同时只要按照程序的帮助文档一步步操作就能进行各项工作，可使新员工也能很快参与项目，有力的保障了项目进度。
参考文献
[1] Altair HyperMesh Reference Guide
[2] John K. Ousterhout Ken Jones 著，张元章 译．Tcl/Tk 入门经典(第二版).北京：清华大学出版社，2010
[3] Tcl/Tk组合教程 Brent B.Welch著 王道义，乔陶鹏 等译 电子工业出版社，2001(end)
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(11/22/2013) |
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