Hypermesh子结构分析方法详解，附操作要点

导入模型的时候弹出来一个警告说部件之间有重复节点，几百个节点ID，点确定之后继续往下走，划网格的时候才发现两个部件在公共面上各自生成了独立的节点，用Equivalence合并了两次才把重复的消掉，厚度方向叠了两层壳单元，后来定位到是导入时没勾Geometry Sharing，部件拆分的时候公共面上的节点没有共享，后面所有跟边界点相关的操作都白做。D:\HyperMesh\substructure\split_notes.txt里记着这个报错的前后经过。

HyperMesh里做子结构走的是Process Manager这条路。Tools→Freq Resp Process→CMS SEgeneration，进去之后先设CMSMETH卡片，CMS method选General Modal Method，Eigen value solution type选AMSES，Amplification factor勾上给15。这个卡片对应的是求解器里的CMSMETH Bulk Data Entry，定义的是CMS方法、频率上限、模态数量和SPOINT起始ID。结构的Upper freq给300Hz，流体的给600Hz，SPOINT起始ID错开，结构500001流体600001，不设的话两边ID撞了求解器直接报重复定义。

CMS Model Definition那个环节里MODEL卡片的Element selection类型选Plotel，超单元的显示形式只显示有限元模型里的plot单元。不设MODEL卡片的话求解器默认MODEL,NONE,NONE,NONE，除了ASET节点以外的单元和节点全不输出，后处理的时候超单元在HyperView里看不见，空有一个h3d文件。这个默认行为在Altair的帮助文档里写得很清楚，第一次用的时候不知道，跑完发现HyperView里什么也没有，以为是求解器没算。

Attachment Definition环节是子结构最核心的地方。Attachment type选Free-Free，然后用Node选择器把边界节点的ID全部选中，单击Add加到列表里。边界点就是子结构和残余结构之间的接口，这些节点的自由度在缩聚过程中全部保留，内部节点被压缩成模态。边界点选少了，子结构跟残余结构之间的连接刚度不够，整体模态偏低；选多了，缩聚的效果打折，计算量没省下来多少。一个典型的车身模型边界点大概在几十到两百个之间，具体看对接面的数量和网格密度。D:\HyperMesh\substructure\body_interfaces.txt里存着上一次车身模型的边界节点ID列表，大概一百六十几个。

方法选择上，静力学分析用GUYAN静态缩聚，它只保留边界点自由度，内部所有节点直接消掉，生成的超单元在静力学工况下精度很高，但动力学分析不能用。动力学分析用CBN或者CC，CBN是Craig-Bampton固定界面法，对接面固定，模态分析在固定边界条件下做，适用静力、模态、频响、瞬态。CC是Craig-Chang不固定对接面，模态分析自由边界，适合对接面自由度多的情况。CBN和CC生成的超单元在动力学工况下都能用，静力学工况也能用，只是精度比GUYAN稍低一点。CDS是另一种东西，用动刚度矩阵表征子部件，只适用于直接法频响分析，不能用于模态法频响，也不能用于瞬态和静力学，选错了求解器直接报不支持。

跑完看结果对不对。HyperView里打开h3d文件，里面的正则化基向量能看到模态振型，.out文件里能看到超单元的矩阵规模，边界点数量乘以自由度加上内部模态数量，跟原始模型的自由度对比一下，缩聚比例一目了然。原始模型五十万自由度，边界点一百六十个乘以六加上五十阶模态，缩聚后大概一千出头，缩了五百倍，计算时间从几小时压到几分钟。频率对比跑一遍整体模态，超单元模型的模态频率跟全模型对比，前二十阶偏差在1%以内说明边界点和模态数量取得合理，偏差超过3%回去检查边界点是不是漏了或者模态上限频率设得太低。

装配的时候ASSIGN语句引用超单元，边界节点的编号必须跟残余结构里对应节点的编号一致，ASSIGN自动按编号对接。编号对不上就在ASSIGN卡片里手动指定节点对，或者提前在HyperMesh里用Equivalence把两边节点号统一。D:\HyperMesh\substructure\assembly_check.txt里记着上次装配时节点号对不上的三个位置，后来是在残余结构里手动改的编号。

跑之前那个部件拆分后的重复节点问题再检查一遍，Tools→Edges→Equivalence，容差给0.01mm，把公共面上的重复节点全合并掉。合并完确认一下两个部件在交界面上确实共节点了，再往下做子结构。不然边界点选上了但实际两个部件是断开的，缩聚出来的刚度矩阵是错的。那个车身模型的边界点列表下次跑之前先重新对一遍，上次有个对接面的节点被Equivalence合并掉之后编号变了，列表里的ID已经失效了，新的编号是……

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