Hypermesh共节点处理：理解与应用全解析

首先声明一下，这篇文章写的不一定对，不一定对，不一定对，纯粹是做探讨。如果你不认同，我们可以一起交流，因为我也不是很了解。对于那些稍微有点不满意就开尊口的人，我想说不喜欢可以不看，勿喷，请做个文明人。

最近在使用Hypermesh 画网格的时候，看到有很多博主的讲解视频中展示在画完网格之后清理共节点 。之前画网格的时候我没有注意到这个问题，本人带点强迫症，就是想搞清楚这个共节点到底有什么影响。

我查阅了之前买的一本Hypermesh教程的基础部分以及3D网格部分。在基础部分，没有找到这个共节点的概念，其他的点（临时点）、节点、硬点都有，唯独没有这个共节点的概念。我印象里面看这本书的时候就没有出现共节点这三个字，于是我严重怀疑Hypermesh没有这个共节点的概念。但是在第4章绘制3D网格的时候，也出现了类似视频中清理共节点的操作，但是并没有提到这是在清理共节点。通常来说这本教材是很详细的，重要的部分一定会强调，不会一笔带过。但是书中没有更详细的资料，所以只能在网上查。

在网页（包括知乎）和微信公众号的文章中是这样写的：共结点与否描述了两个不同的物理问题。不共节点情况，两片网格是独立计算区域，不共节点的重叠区域上的物理量是独立的，没有关系，相当于两侧都是通量为零的第二类边界条件。共结点情况，两片重叠区域的物理量总是相等，相当于两侧区域约束在一起。还有的是这样写的：两个相连通的体，在接触面上相同的处共用一个节点。在这两个体中共同的节点有相同的自由度，并且节点力与节点位移也是完全一样的。

总结一下，共节点是有限元计算 中连接定义的一种。在有限元计算中，一个共节点，在计算中他们的各个物理量都是相同的，相当于绑定在一起，是一个接触定义。

我还在一本书中看到过更简单的共节点定义，其实没有那么复杂。就是在有限元中，网格必须是连续网格，如果不是连续网格，就不能求空间导数，这也是传统有限元不能模拟裂纹扩展的局限性所在（所以采用近场动力学方法要进行分离节点操作，这样一个节点的力传到另一个节点，当这个节点失效就可以删除，而不会出现因为是连续网格就导致不能删除，否则会计算错误。共节点的话就不能删除，这样最少两个元素就失效了，我们要的是一个一个失效）。所以有限元网格都是相邻元素之间共用一个节点，这个节点就是共节点。它表示网格的连续性，所有这些依据连续拓扑关系构成的网格成为一个连续体，直到没有共节点处断开。如果没有共节点的相邻两部分之间有连接关系则需要通过关键字来定义连接。这和上述是相符的，共节点在生成网格的时候依据划分网格时候的拓扑关系自动生成，不是自行指定的。

我是使用的LS-DYNA进行仿真的，一般来说LS-DYNA中有专门的关键字来定义两部分的连接。没用专门使用共节点来定义连接，微信公众号的文章有提到用共节点来定义连接：mp.weixin.qq.com。但是没有给出关键字，说明不是用关键字定义的。综上所述，共节点的连接关系是拓扑关系表示的，如果没有在共节点断开部分特意定义连接关键字，是没有连接效果的。

最后又询问了ChatGPT，是这样回复的。虽然人工智能有时不能很好的处理这样专业的问题，但是我觉得还是有一定的参考价值。

最后不放心又查阅了Hypermesh的官方文档。讲解不是很长，但是很详细。文档中说，在Tool-Faces面板 中，主要是清理自由面（重复元素面）和重复节点的，并没有提到共节点。所以大家长期以来可能搞混了一个概念，就是重复节点和共节点。人们下意识的把相同位置的重复节点当成了共节点，这是一个误解。准确来说，最后在Tool-Faces面板中应该是清理重复节点，而不是带绑定接触功能的共节点。共节点也没法清理。

这些重复节点一般会在镜像复制网格，还有旋转生成网格的操作中产生。这种拓扑关系产生的重复节点应该删除。Hypermesh是不会智能到自动清理的，并且有些重复网格是不能删除的。比如两个不同组件在相同位置产生重复节点，这是依据几何关系恰好产生的（两组件贴合，并且生成的网格有重复的节点），这个理论上是应该予以保留的。Hypermesh的判定原则是只要是同一位置的重复节点就会被识别。所以哪些地方要清理重复节点要自行判断。我想不必要的重复节点可能会增加计算量，同时为了避免不必要的麻烦，通常画出来的网格要“干净”一点，但是也要依据几何关系和拓扑关系合理进行清理。