某电动汽车副车架CAE分析-Hypermesh网格划分
3.2.3 Hypermesh网格划分
CAE网格划分的基本原则：
（1）网格数量：网格数量对于有限元分析影响较大，模型网格数量较少，会使运算结果偏离较大，计算精度较低，但软件计算时间较短；当网格数量较多时，运算结果的精度会很高，结果更接近实际工况，但运算时间会几何式增长，影响工作效率。在增加网格数量时，精度会持续增加，但当网格数量增加到一定数量，精度增长的很小，软件的计算时间则会非常长。所以，对于网格数量的确定要权衡计算精度与计算时间的关系。
（2）网格形状：二维网格划分主要有四边形和三角形单元两种网格形式。四边形单元的长与宽尽量相同，网格出现狭长状，四个内角的角度不能相差太大；三角形单元不能出现较小的的锐角，会严重影响网格质量。三角形网格相较四边形网格精度更低，运算结果不准确，所以要保证模型的网格尽量为四边形单元分布。
（3）网格疏密：网格的密度会影响计算结果，模型应力变化较大的区域可用高密度网格；一般来说，在应力较大的部位也可增加网格密度，这样可以较为准确反应应力和位移的变化规律，使应力计算更加准确，如图3-17所示。
Hypermesh可以创建3节点的三角形、4节点四边形、6节点三角形和8节点四边形单元。Hypermesqh中板壳网格划分工具有automesh自动划分网格和网格调整，如图3-18所示，副车架网格划分时采用2D网格，element size=5mm，mesh type采用quads only，即网格单元采用四边形单元，局部过渡区域采用三角形单元。
图3-18 automesh功能
自动划分网格功能下也可通过调节节点数量改善网格质量，如图3.19所示为副车架吊耳的网格划分，通过增加或减少节点数量使网格更加规整。
图3-19 网格节点调整
对曲面进行分区操作可有效的优化不同区域网格的质量，使网格适应不同的区域。具体操作采用Geom中的split surf-node或split surf-line功能对曲面进行分区，如图3-20所示，分区操作前后曲面网格质量变化。
图3-20 网格质量变化
曲面上的硬点也是影响网格分布质量的重要因素。网格单元的节点与硬点位置重合，硬点位置往往就是网格节点的位置，不规则或多余的硬点降低网格质量。在Geom模块中运用add/remove point消除硬点，如图3-21所示消除硬点后网格更加规整。
3-21 去掉硬点后的网格质量变化
如图3-22所示，曲面间大圆角上有很多共享边，共享边之间的距离很小会影响网格的长宽比，导致网格单元狭长。将共享边利用toggle工具删除，使网格尺寸符合要求。
图3-22 去除共享边网各质量变化
继续提高网格质量，特别是数量不多的网格单元，可用到Hypermesh中qualityindex功能对几个网格单元调整。如图3-23所示，其中我们可以用到的功能选项是place node，通过手动调节网格单元的节点改善网格单元形状；element optimize和node optimize分别自动调节网格形状和调整各节点使网格质量提高。网格质量分为五个级别分别为：ideal、good、warm、fail和worse，基本的网格要求是不能出现fail和worse级别的网格单元。
3-23网格单元质量调节功能板块
经过上述一系列的网格划分、网格质量检测和网格质量调整，将副车架吊耳、纵梁、副车架上板和下板以及副车架加强板转化为网格单元，逐渐建立了符合要求的副车架网格模型，如图3-24所示。
图3-24副车架网格模型
副车架网格单元5mm，网格单元统计：
Total number of nodes: 28086；
Total number of elements: 26945；
26649 linear quadrilateral elements of type S4R；
296 linear triangular elements of type S3；
三角形网格占比1.11%。
3.2.4 模型材料创建与赋予
用软件进行有限元分析时要特别注意单位制问题，多数物理量的单位是一一对应的。对副车架进行有限元分析的单位制为：
（1）创建材料
在Hypermesh中根据单位制要求输入材料属性，如表3.2所示。
⦁ 创建截面
分别创建各个部件的截面，将创建的材料赋予截面，并编辑thickness。不同部件的厚度如表3.3所示。
表3.3 副车架各部件的厚度
至此，Hypermesh中对副车架的预处理完毕，接下来要创建Hypermesh与ABAQUS的接口，即使Hypermesh的分析数据导入ABAQUS继续分析处理。Hypermesh中导出文件选用Solver Deck输出.inp文件。
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