ABAQUS单元小结
ABAQUS单元小结
ABAQUS单元小结
1、单元表征
单元族：单元名字里开始的字母标志着这种单元属于哪一个单元族。
C3D8I是实体单元；
S4R是壳单元；
CINPE4是无限元；
梁单元；
刚体单元；
膜单元；
特殊目的单元，例如弹簧，粘壶和质量；
桁架单元。
自由度dof（和单元族直接相关）：每一节点处的平动和转动
1 1方向的平动
2 2方向的平动
3 3方向的平动
4 绕1轴的转动
5 绕2轴的转动
6 绕3轴的转动
7 开口截面梁单元的翘曲
8 声压或孔隙压力
9 电势
11 度（或物质扩散分析中归一化浓度）
12＋梁和壳厚度上其它点的温度
轴对称单元
1 r方向的平动
2 z方向的平动
6 r-z方向的转动
节点数：决定单元插值的阶数
数学描述：定义单元行为的数学理论
积分：应用数值方法在每一单元的体积上对不同的变量进行积分。大部分单元采用高斯积分方法计算单元内每一高斯点处的材料响应。单元末尾用字母“R”识别减缩积分单元，否则是全积分单元。
ABAQUS拥有广泛适用于结构应用的庞大单元库。单元类型的选择对模拟计算的精度和效率有重大的影响；节点的有效自由度依赖于此节点所在的单元类型；
单元的名字完整地标明了单元族、单元的数学描述、节点数及积分类型；
所用的单元都必须指定单元性质选项。单元性质选项不仅用来提供定义单元几何形状的附加数据，而且用来识别相关的材料性质定义；
对于实体单元，ABAQUS参考整体笛卡尔坐标系来定义单元的输出变量，如应力和应变。可以用
*ORIENTATION选项将整体坐标系改为局部坐标系；
对于三维壳单元，ABAQUS参考建立在壳表面上的一个坐标系来定义单元的输出变量。可以用
*ORIENTATION选项更改这个参考坐标系。
2．实体单元(C)
实体单元可在其任何表面与其他单元连接起来。
C3D:三维单元
CAX:无扭曲轴对称单元，模拟3600的环，用于分析受轴对称载荷作用，具有轴对称几何形状的结构；CPE:平面应变单元，假定离面应变ε33为零，用力模拟厚结构；
CPS:平面应力单元，假定离面应力σ33为零，用力模拟薄结构；
广义平面应变单元包括附加的推广：离面应变可以随着模型平面内的位置线性变化。这种数学描述特别适合于厚截面的热应力分析。
可以扭曲的轴对称单元：用来模拟初始时为轴对称的几何形状，且能沿对称轴发生扭曲。这些单元对于模拟圆柱形结构，例如轴对称橡胶套管的扭转很有用。
反对称单元的轴对称单元：用来模拟初始为轴对称几何形状的反对称变形。适合于模拟像承受剪切载荷作用的轴对称橡胶支座一类的问题。
如果不需要模拟非常大的应变或进行一个复杂的，改变接触条件的问题，则应采用二次减缩积分单元
（CAX8R,CPE8R,CPS8R,C3D20R）
如果存在应力集中，则应在局部采用二次完全积分单元（CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等）。
对含有非常大的网格扭曲模拟（大应变分析），采用细网格划分的线性减缩积分单元
（CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R等）
对接触问题采用线性减缩积分单元或非协调元（CAX4I,CPE4I,CPS4I,
C3D8I）的细网格划分。
如果在模型中采用非协调元应使网格扭曲减至最小。
三维情况应尽可能采用块状单元（六面体）。当几何形状复杂时，完全采用块体单元构造网格会很困难，因此可能有必要采用稧形和四面体单元，但尽量少用，并远离需要精确求解的区域。
一些前处理程序包括网格划分方法，它们可用四面体单元构造任意形状的网格。只要采用二次四面体单元
（C3D10），其结果对小位移问题应该是合理的。
小结：
在实体单元中所用的数学公式和积分阶数对分析的精度和花费有显著的影响；
使用完全积分单元，尤其是一阶（线性）单元，容易形成自锁现象，正常情况不用；
一阶减缩积分单元容易出现沙漏现象；充分的单元细化可减小这种问题；
在分析中如有弯曲位移，且采用一阶减缩积分单元时，应在厚度方向至少用4个单元；
沙漏现象在二阶减缩积分单元中较少见，一般问题应考虑应用这些单元；
非协调单元的精度依赖于单元扭曲的量值；
结果的数值精度依赖于所用的网格，应进行网格细化研究以确保该网格对问题提供了唯一的解答。但是应记住使用一个收敛网格不能保证计算结果与问题的实际行为相匹配：它还依赖于模型其他方面的近似化和理想化程度；
通常只在想要得到精确结果的区域细划网格；
ABAQUS具有一些先进特点如子模型，它可以帮助对复杂模拟得到有用的结果。
3．壳单元(S)
可以模拟有一维尺寸（厚度）远小于另外两维尺寸，且垂直于厚度方向的应力可以忽略的结构。
一般壳单元：S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。对于薄壳和厚壳问题的应用均有效，且考虑了有限薄膜应变；薄壳单元：STRI3,STRI35,STRI65,S4R5,S8R5,S9R5,SAXA。强化了基尔霍夫条件，即：垂直于壳中截面的平面保持垂直于中截面；
厚壳单元：S8R,S8RT。二阶四边形单元，在小应变和载荷使计算结果沿壳的跨度方向上平缓变化的情况下，比普通单元产生的结果更精确；
对于给定的应用，判断是属于薄壳还是厚壳问题，一般：如果单一材料制造的各向同性壳体的厚度和跨度之比在1/20－1/10之间，认为是厚壳问题；如果比值小于1/30，则认为是薄壳问题；若介于1/30－1/20之间，则不能明确划分。由于横向剪切柔度在复合材料层合壳结构中作用显著，故比值（厚跨比）将远小于“薄”壳理论中采用的比值。具有高柔韧中间层的复合材料（“三明治”复合材料）有很低的横向剪切刚度并且几乎总是被用来模拟“厚”壳；
横向剪切力和剪切应变存在于普通壳单元和厚壳单元中。对于三维单元，提供了可估计的横向剪切应力。计算这些应力时忽略了弯曲和扭转变形的耦合作用，并假定材料性质和弯曲力矩的空间梯度很小；
壳单元可以使用每个单元的局部材料方向，各项异型材料的数据，如纤维增强复合材料，以及单元输出变量，如应力和应变，都按局部材料方向而定义。在大位移分析中，壳单元上的局部材料轴随着材料各积分点上的平均运动而转动；
线性、有限薄膜应变、四边形壳单元（S4R）是较完备的而且适合于普通范围的应用；
线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3R）可作为通用的壳单元来应用。由于在单元内部近似为应变场，精细的网格划分可用于求解弯曲变形和高应变梯度；
考虑到在复合材料层合壳模型中剪切柔度的影响，将采用“厚”壳单元（S4R,S3R,S8R）
四边形或三角形的二次壳单元，用于一般的小变形薄壳是很有效的。它们对剪力自锁和薄膜锁死是不敏感的；在接触模拟中不用选用二阶三角形壳单元（STRI65），要采用9节点的四边形壳单元（S9R5）;
对于仅经历几何线性行为的非常大的模型，线性、薄壳单元（S4R5）一般将比通用壳单元花费更少；
小结：
壳单元的横截面特性可以由沿厚度方向的数值积分确定（*SHELL SECTION），或在分析开始时应用计算的横截面刚度（*SHELL GENERAL SECTION）；
*SHELL GENERAL SECTION是非常有效的，但仅用于线性材料，*SHELL SECTION可用于线性和非线性材料；
数值积分在沿壳厚度方向的一系列积分点上进行。这些积分点就是单元变量可以被输出的位置。最外层的积分点位于壳单元的表面。
壳单元法线方向决定了单元的正和负表面，为了正确地定义接触和解释输出数据，必须知道其对应的是哪个面。壳法线还定义了施加在单元上正压力载荷的方向，并可以在ABAQUS/Post中画出；
壳单元利用材料方向局部化到每个单元。在大位移分析中，局部材料轴随单元而转动。*ORIENTATION被用
来定义非默认的局部坐标系统。单元的变量，如应力和应变，在局部方向输出；
*TRANSFORM定义节点的局部坐标系，集中载荷和边界条件被应用在局部坐标系中。所用节点的输出，如位移，也默认为基于局部的坐标系；
矢量图可以使模拟结果可视化，特别是用来观察结构的运动和载荷路径。
4.梁单元（B）
模拟一维尺寸（长度）远大于另外二维尺寸的构件，且只有长度方向上的应力比较显著。
对于包含接触的任何模拟，应使用一阶、剪切变形的梁单元（B21,B31）
如果结构刚度非常大或者非常柔软，在几何非线性模拟中应当使用杂交梁单元（B21H,B32H,等）
使用欧拉－伯努利（三次）梁单元（B23,B33）精度很高，可模拟承受分布载荷作用的梁，例如动态振动分析。如果横向剪切变形也很重要，要使用铁摩辛柯（二次型）梁单元（B22,B32）
模拟有开口薄壁横截面的结构，应当使用考虑了开口截面翘曲理论的梁单元（B31OS,B32OS）
小结：
梁单元的性质由截面（*BEAM SECTION或*BEAM GENERAL SECTION）的数值积分决定，或直接给出截
面积、惯性矩和扭转常数（*BEAM GENERAL SECTION）；
当使用*BEAM GENERAL SECTION选项时，模拟开始时进行一次数值积分，并且假定材料是弹性的；ABAQUS包括大量的标准横截面形状。其它形状可以通过定义SECTION=ARBITRARY来模拟；
必须定义横截面取向，方法是通过给出第三个节点，或者在单元性质定义中定义一个矢量。截面取向在ABAQUS后处理中可以画出；
当梁作为壳的加强构件使用时，梁的横截面可能偏离节点；
线性和二次型包含剪切变形的影响，三次型梁不考虑剪切柔度。开口截面梁准确地模拟了扭转和薄壁开口截面翘曲（包括翘曲约束）的影响；
多点约束和约束方程可以用来连接模型中铰接、刚性连接等节点的自由度；
“弯矩”型图使得像梁这样的一维单元的结果很清楚地表示出来；
ABAQUS后处理图的硬拷贝可以得到PostScript和HPGL的格式。
5．桁架单元（T）
只能承受拉伸和压缩载荷的杆，不能承受弯曲，模拟铰接框架结构，近似模拟线缆和弹簧。
6．刚体单元（R）
没有独立的自由度。
7．非线性分析
小结：
结构问题中存在着三种非线性来源：材料、几何和边界（接触）。这些因素的任意组合都可以出现在ABAQUS的分析中；
几何非线性发生在位移量值影响结构响应的情况下。这包括大位移和转动效应、突然翻转和载荷硬化；
非线性问题是利用牛顿－拉弗森方法来进行迭代求解的。非线性问题比线性问题所需要的计算机资源要高许多倍；
非线性分析步被分为许多增量步。ABAQUS通过迭代，在新的载荷增量结束时近似地达到静力学平衡。ABAQUS在整个模拟计算中完全控制载荷的增量和收敛性；
状态文件允许在分析运行时监控分析过程的进展。信息文件包含了载荷增量和迭代过程的详细信息；
在每个增量步结束时可以保存计算结果，这样结构响应的演化就可以用ABAQUS/Post显示出来。计算结果也可以用x-y图的形式绘出。
8．材料
小结：
ABAQUS包含一个广泛的材料库，可模拟各种工程材料的性质。其中包括金属塑性和橡胶弹性模型；
金属塑性模型的应力－应变数据必须用真实应变定义；
金属塑性模型假定材料具有一旦屈服即不可压缩的性质。这将对应用于弹－塑性模拟的单元类型带来某些限制；多项式和奥根应变能函数可应用于橡胶材料的弹性（超弹性）。两种模型均允许直接用实验数据来确定材料的系数。实验数据必须是名义应力和名义应变的值；
在超弹性材料模型中的稳定性警告，说明所要分析的应变范围不合适；
存在对称性时，可以只考虑部分模型从而减小模拟的尺寸。可通过施加适当的边界条件来反映结构其余部分的效应；
大畸变问题的网格设计比小位移问题更加困难。在分析的任何阶段，网格中的单元务必不能过于畸变；ABAQUS/Post中的*DEFINE CURVE命令允许处理曲线上的数据以生成新的曲线。两条曲线或一条曲线与一个常数可以加、减、乘、除。曲线还可以求导、积分和合并。
9．动态问题
具有下列特征的问题适于采用线性瞬态动力学分析：
系统是线性的：线性材料行为，无接触条件，无非线性的几何效应；
响应只受较少的频率支配。当响应中各频率成分增加时，例如撞击和冲击情况，振型叠加方法的效果将大大降低；
载荷的主要频率在可得到的固有频率范围内，以确保对载荷的描述足够精确；
由于任何突然加载所产生的初始加速度能用特征模型精确描述；
对系统的阻尼不能过大。
小结：
动态分析包括结构的惯性效应；
*FREQUENCY可以计算结构的固有频率和振型；
通过振型叠加，可以确定线性系统的动态响应。这一方法尽管有效，但是不能用于非线性问题；
线性动态过程可以计算瞬态载荷的瞬态响应、谐振动下的稳态响应、支座移动造成的响应峰值和随机载荷的响应；
为了准确表示结构的动态行为，必须选择足够多的振型。总的等效模型质量应占可动质量的90%以上；
用户可以给定直接模态阻尼、瑞利阻尼和复合模态阻尼。但是由于固有频率和振型的计算都是基于无阻尼的结构，所以此法只适用于低阻尼结构；
模态技术不适用于非线性的动态模拟。在这种情况下必须采用自己的时间积分方法（*DYNAMIC）
*AMPLITUDE选项可以描述随时间任意变化的载荷，以及给定的边界条件；
振型和瞬态结果可以在ABAQUS/Post中用动画显示。这对于理解动态响应和非线性静态分析十分有帮助。10．多步骤分析
小结：
一个ABAQUS模拟过程可以包含任意数目的步骤；
一个分析步骤就是一段“时间”，在这段时间里ABAQUS计算模型对一套指定载荷和边界条件的响应。这一步骤中所用的特殊分析过程确定了这个响应的特征；
在一个一般分析步骤中，结构的响应可能是线性的，也可能是非线性的；
每一个一般步骤的开始状态是上一个一般步骤的结束状态。这样，在一个模拟中模型的响应随一系列一般步骤而演化；
线性扰动步骤计算结构对扰动载荷的线性响应。这个响应的基本状态是相对于最后一个一般步骤结束时模型的状态所定义的；
在一般步骤中任何载荷选项里的OP参数（例如*BOUNDARY,*CLOAD和*DLOAD中）控制着这些选项中所指定的数值是如何与前面步骤中定义的数值相互作用的；
只要存储了一个重新启动文件就可以进行重新启动分析。重新启动文件可以用来继续一个中断的分析或者给模拟添加附加的载荷过程。
11．接触
小结：
接触分析需要一个谨慎的逻辑方法。如果必要，将分析分解成几步执行，并缓慢地施加荷载，以保证很好地建立接触条件；
一般地，对分析的每一步最好采用分离步骤进行，即使只是因为载荷而改变边界条件。您几乎肯定要比预期情况应用更多的步骤，但模型则收敛得更容易。如果想一步就将所有的载荷加上，接触分析是难以完成的；
在对结构施加工作载荷之前，要在所有部件之间取得稳定的接触条件。如果必要，采用临时的边界条件，在以后阶段再消除这些约束。只要所提供的约束不产生永久的变形，对最后的结果应该毫无影响；
不用对接触面上的节点施加边界条件，即在接触方向上限制节点。如果有摩擦，不要在任何自由度上约束这些节点：可能导致零主元信息；
对于接触模拟，总要试图使用一阶单元
ABAQUS常用技巧归纳(图文并茂).
ABAQUS学习总结 1.ABAQUS中常用的单位制。-（有用到密度的时候要特别注意） 单位制错误会造成分析结果错误，甚至不收敛。 2.ABAQUS中的时间 对于静力分析，时间没有实际意义（静力分析是长期累积的结果）。对于动力分析，时间是有意义的，跟作用的时间相关。 3.更改工作路径 4.对于ABAQUS/Standard分析，增大内存磁盘空间会大大缩短计算 时间;对于ABAQUS/Explicit分析，生成的临时数据大部分是存储在内存中的关键数据，不写入磁盘，加快分析速度的主要方法是提高CPU的速度。 临时文件一般存储在磁盘比较大的盘符下
提高虚拟内存
5.壳单元被赋予厚度后，如何查看是否正确。 梁单元被赋予截面属性后，如休查看是否正确。 可以在VIEW的DISPLAY OPTION里面查看。 6.参考点 对于离散刚体和解析刚体部件，参考点必须在PART模块里面定义。而对于刚体约束，显示休约束，耦合约束可以在PART ,ASSEMBLY,INTERRACTION,LOAD等定义参考点. PART模块里面只能定义一个参考点，而其它的模块里面可以定义很多个参考点。
7.刚体部件（离散刚体和解析刚体），刚体约束，显示体约束 离散刚体：可以是任意的形状，无需定义材料属性，要定义参考点，要划分网格。 解析刚体：只能是简单形状，无需定义材料属性，要定义参考点，不需要划分网格。 刚体约束的部件：要定义材料属性，要定义参考点，要划分网格。显示体约束的部件:要定义材料属性，要定义参考点，不需要要划分网格(ABAQUS/CAE会自动为其要划分网格)。 刚体与变形体比较:刚体最大的优点是计算效率高，因为它在分析作业过程中不参与所在基于单元的计算，此外，在接触分析，如果主面是刚体的话，分析更容易收敛。 刚体约束和显示体约束与刚体部件的比较：刚体约束和显示体约束的优点是去除约束后，就可以立即变为变形体。 刚体约束与显示体约束的比较:刚体约束的部件会参与计算，而显示约束的部件不会参与计算，只是用于显示作用。 8.一般分析步与线性摄动分析步 一般分析步：每个分析步的开始状态都是前一个分析步结束时刻的模型状态; 如果不做修改的话，前一个分析步所施加的载荷，边界条件，约束都会延续到当前的分析步中;所定义的载荷，边界条件以及得到的分析结果都是总量。
本人学习abaqus五年的经验总结-让你比做例子快十倍
第二章 ABAQUS 基本使用方法 [2](pp15)快捷键：Ctrl+Alt+左键来缩放模型；Ctrl+Alt+中键来平移模型；Ctrl+Alt+右键来旋转模型。 ②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据，用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外丢失。 [3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid（实心体）而不是Shell（壳）。 ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）都直接定义在几何模型上。载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉力。 [4](pp22)对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。 [5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框，其区别在于：前者出现在包含只读数 据的对话框中；后者出现在允许作出修改的对话框中，点击Cancel 按钮可关闭对话框，而不保存 所修改的内容。 [6](pp26)每个模型中只能有一个装配件，它是由一个或多个实体组成的，所谓的“实体”（instance） 是部件（part）在装配件中的一种映射，一个部件可以对应多个实体。材料和截面属性定义在部件上，相互作用（interaction）、边界条件、载荷等定义在实体上，网格可以定义在部件上或实体上，对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。 [7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种：几何部件（native part）和网格部件（orphan mesh part）。 创建几何部件有两种方法：（1）使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直 接创建几何部件。（2）导入已有的CAD 模型文件，方法是：点击主菜单File→Import→Part。网格部件不包含特征，只包含节点、单元、面、集合的信息。创建网格部件有三种方法：（1）导入ODB 文件中的网格。（2）导入INP 文件中的网格。（3）把几何部件转化为网格部件，方法是：进入Mesh 功能模块，点击主菜单Mesh→Create Mesh Part。 [8](pp31)初始分析步只有一个，名称是initial，它不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。在初始分析步之后，需要创建一个或多个后续分析步，主要有两大类：（1）通用分析步（general analysis step）可以用于线性或非线性分析。常用的通用分析步包含以下类型： —Static, General: ABAQUS/Standard 静力分析 —Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隐式动力分析 —Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 显式动态分析 （2）线性摄动分析步（linear perturbation step）只能用来分析线性问题。在ABAQUS/Explicit 中 不能使用线性摄动分析步。在ABAQUS/Standard 中以下分析类型总是采用线性摄动分析步。 —Buckle: 线性特征值屈曲。 —Frequency: 频率提取分析。 —Modal dynamics: 瞬时模态动态分析。 —Random response: 随机响应分析。 —Response spectrum: 反应谱分析。 —Steady-state dynamics: 稳态动态分析。 [9]（pp33）在静态分析中，如果模型中不含阻尼或与速率相关的材料性质，“时间”就没有实际的物 理意义。为方便起见，一般都把分析步时间设为默认的 1。每创建一个分析步，ABAQUS/CAE 就会自动生成一个该分析步的输出要求。 [10] （pp34）自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit 以及ABAQUS/Standard 中的表面磨损过程 模拟。在一般的ABAQUS/Standard 分析中，尽管也可设定自适应网格，但不会起到明显的作用。 Step 功能模块中，主菜单Other→Adaptive Mesh Domain 和Other→Adaptive Mesh Controls 分别 设置划分区域和参数。 [11]（pp37）使用主菜单Field 可以定义场变量（包括初始速度场和温度场变量）。有些场变量与分析步有关，也有些仅仅作用于分析的开始阶段。使用主菜单Load Case 可以定义载荷状况。载荷状况由一系列的载荷和边界条件组成，用于静力摄动分析和稳态动力分析。
(完整)总结Abaqus操作技巧总结(个人),推荐文档
Abaqus操作技巧总结 打开abaqus，然后点击file——set work directory，然后选择指定文件夹，开始建模，建模完成后及时保存，在进行运算以前对已经完成的工作保存，然后点击job，修改inp文件的名称进行运算。切记切 记！！！！！！ 1、如何显示梁截面（如何显示三维梁模型） 显示梁截面：view->assembly display option->render beam profiles，自己调节系数。 2、建立几何模型草绘sketch的时候，发现画布尺寸太小了 1）这个在create part的时候就有approximate size，你可以定义合适的（比你的定性尺寸大一倍）； 2）如果你已经在sketch了，可以在edit菜单－－sketch option ——general－－grid更改 3、如何更改草图精度 可以在edit菜单－－sketch option ——dimensions－－display——decimal更改 如果想调整草图网格的疏密，可以在edit菜单－－sketch option ——general——grid spacing中可以修改。 4、想输出几何模型 part步，file，outport－－part 5、想导入几何模型？ part步，file，import－－part 6、如何定义局部坐标系 Tool－Create Datum－CSYS－－建立坐标系方式－－选择直角坐标系or柱坐标系or球坐标 7、如何在局部坐标系定义载荷
laod－－Edit load－－CSYS－Edit（在BC中同理）选用你定义的局部坐标系 8、怎么知道模型单元数目（一共有多少个单元） 在mesh步，mesh verify可以查到单元类型，数目以及单元质量一目了然，可以在下面的命令行中查看单元数。 Query---element 也可以查询的。 9、想隐藏一些part以便更清楚的看见其他part，edge等 view－Assembly Display Options——instance，打勾 10、想打印或者保存图片 File——print——file——TIFF——OK 11、如何更改CAE界面默认颜色 view->Grahphic options->viewport Background->Solid->choose the wite colour! 然后在file->save options. 12、如何施加静水压力hydrostatic load --> Pressure, 把默认的uniform 改为hydrostatic。这个仅用于standard，显式分析不支持。 13、如何检查壳单元法向 Property module/Assign/normal 14、如何输出单元体积 set步---whole model ----volume/Tickness/Corrdinate-----EVOL 15、如何显示最大、最小应力 在Visualization>Options>contour >Limits中选中Min/Max:Show Location，同样的方法可以知道具体指定值的位置。 16、如何在Visualization中显示边界条件 View——ODB display option——entity display——show boundary conditions 17、后处理有些字符（图例啊，版本号啊，坐标系啊）不想显示， viewport－viewport annotation option ，选择打勾。同样可以修改这些字体大小、位置等等。
ABAQUS中Standard分析模块和Explicit分析模块的区别比较及选择
ABAQUS中Standard分析模块和Explicit分析模块的区别比较及选择 1、ABAQUS各模块介绍 ABAQUS有两个主要的分析模块：ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。其中ABAQUS/Standard 还有两个特殊用途的附加分析模块：ABAQUS/Aqua和ABAQUS/Design。另外，还有ABAQUS分别与ADAMS/Flex，C-MOLD和Mold flow的接口模块：ABAQUS/ADAMS，ABAQUS/C-MOLD和ABAQUS/ MOLDFLOW。ABAQUS/CAE是完全的ABAQUS工作环境模块，它包括了ABAQUS模型的构造，交互式提交作业、监控作业过程以及评价结果的能力。ABAQUS/Viewer是ABAQUS/CAE的子集，它具有后处理功能。 ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能够求解领域广泛的线性和非线性问题，包括静力、动力、热和电问题的响应等。 ABAQUS/Explicit是用于特殊目的分析模块，它采用显式动力有限元列式，适用于像冲击和爆炸这类短暂，瞬时的动态事件，对加工成形过程中改变接触条件的这类高度非线性问题也非常有效。两个分析模块的ABAQUS/CAE界面是一样的，两个模块的输出也是类似的，不论哪个模块都可以采用可视化图形进行后处理。 ABAQUS/CAE（Complete ABAQUS Environment）是ABAQUS的交互式图形环境，用它可方便而快捷地构造模型，只需生成或输入要分析结构的几何形状，并把它分解为便十网格化的若干区域。并对几何体赋十物理和材料特性、荷载以及边界条件。ABAQUS/CAE具有对几何体划分网格的强大功能，并可检验所形成的分析模型。一旦模型生成，ABAQUS/CAE可提交并监控要分析的作业，可视化模块就可用来显式结果。 2、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比较 ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都具有解决广泛的各种类型问题的能力。对于一个给定的间题，隐式和显式算法的特点决定了采用哪一种算法更适合。对于采用任何算法都可以解决的间题，求解间题的效率可能决定了采用哪种产品。下表列出了两者之间的主要区别。
ABAQUS单元选用标准
Table 1 ABAQUS Elements Selection Criteria General contact between deformable bodies 变形体间的普通接触 First-order quad/hex linear一阶四边形/三角形单元 Second-order quad/hex quadratic二阶四边形/三角形 Contact with bending 弯曲接触Incompatible mode 非协调模式 First-order fully integrated quad/hex or second-order quad/hex一阶全积分 或二阶四边形/三角形 Bending (no contact) 非接触弯曲Second-order quad/hex 二阶四边形/三角形单元 First-order fully integrated quad/hex 一阶全积分四边形/三角形 Stress concentration 集中应力Second-order 二阶 First-order 一阶 Nearly incompressible (ν=k/(k+1)>0.475 or large strain plasticity εpl>10%) 近不可压缩刚体First-order elements or second-order reduced-integration elements 一阶全积分单元或二阶缩减单元 Second-order fully integrated Completely incompressible (rubberν= 0.5) 完全，不可压缩刚体 Hybrid quad/hex, first-order if large deformations are anticipated 一阶四边形/三角形混合单元(Quad-dominated) Bulk metal forming (high mesh distortion) (金属)体积成型(网格畸变) First-order reduced-integration quad/hex 一阶四边形/三角形缩减单元 Second-order quad/hex Complicated model geometry (linear material, no contact) (线性材料无接触) Second-order quad/hex if possible (if not overly distorted) or second-order tet/tri (because of meshing difficulties) Complicated model geometry (nonlinear problem or contact) First-order quad/hex if possible (if not overly distorted) or modified second-order tet/tri (because of meshing difficulties) Natural frequency (linear dynamics) Second-order Nonlinear dynamic (impact) 非线性动力冲击 First-order linear一阶四边形/三角形 Second-order
ABAQUS中Cohesive单元建模方法分析
复合材料模型建模与分析 1. Cohesive单元建模方法 1.1 几何模型 使用内聚力模型（cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。建立cohesive层的方法主要有： 方法一、建立完整的结构（如图1（a）所示），然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive 单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移。 方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束，使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b）所示。 （a）cohesive单元与其他单元公用节点（b）独立的网格通过“tie”绑定 图1.建模方法 上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie”很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。 1.2 材料属性 应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation 描述；另一种是基于连续体描述。其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。 而在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。因此在定义cohesive的力学性能时，实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率，或者最终失效时单元的位移。常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive的本构模型。Cohesive单元可理解为一种准二维单元，可以将它看作被一个厚度隔开的两个面，这两个面分别和其他实体单元连接。Cohesive单元只考虑面外的力，包括法向的正应力以及XZ，YZ两个方向的剪应力。 下文对cohesive单元的参数进行阐述，并介绍参数的选择方法。
ABAQUS实体单元类型总结
在ABAQUS中，基于应力/位移的实体单元类型最为丰富： （1）在ABAQUS/Sandard中，实体单元包括二维和三维的线性单元和二次单元，均可以采用完全积分或缩减积分，另外还有修正的二次Tri单元（三角形单元）和Tet单元(四面体单元)，以及非协调模式单元和杂交单元。 （2）ABAQUS/Explicit中，实体单元包括二维和三维的线性缩减积分单元，以及修正的二次二次Tri单元（三角形单元）和Tet单元(四面体单元)，没有二次完全积分实体单元。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 按照节点位移插值的阶数，ABAQUS里的实体单元可以分为以下三类： 线性单元（即一阶单元）：仅在单元的角点处布置节点，在各个方向都采用线性插值。 二次单元（即二阶单元）：在每条边上有中间节点，采
用二次插值。 修正的二次单元（只有Tri 或Tet 才有此类型）：在每条边上有中间节点，并采用修正的二次插值。 ********************************************** ********************************************** ** 1、线性完全积分单元：当单元具有规则形状时，所用的高斯积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分。 缺点：承受弯曲载荷时，会出现剪切自锁，造成单元过于刚硬，即使划分很细的网格，计算精度仍然很差。 2、二次完全积分单元： 优点： （1）应力计算结果很精确，适合模拟应力集中问题；（2）一般情况下，没有剪切自锁问题（shear locking）。
Abaqus选项内容讲解解析
总规则 1、关键字必须以*号开头，且关键字前无空格 2、**为注释行，它可以出现在文件中的任何地方 3、当关键字后带有参数时，关键词后必须采用逗号隔开 4、参数间都采用逗号隔开 5、关键词可以采用简写的方式，只要程序能识别就可以了 6、不需使用隔行符，如果参数比较多，一行放不下，可以另起一行，只要在上一行的末尾加逗号便可以*AMPLITUDE：定义幅值曲线amplitude 这个选项允许任意的载荷、位移和其它指定变量的数值在一个分析步中随时间的变化(或者在ABAQUS/Standard分析中随着频率的变化)。 必需的参数： NAME：设置幅值曲线的名字 可选参数： DEFINITION：设置definition=Tabular(默认)给出表格形式的幅值-时间(或幅值-频率)定义。设置DEFINITION=EQUALL Y SPACED/PERIODIC/MODULATED/DECAY/SMOOTH STEP/SOLUTION DEPENDENT或BUBBLE来定义其他形式的幅值曲线。 INPUT：设置该参数等于替换输入文件名字。 TIME：设置TIME=STEP TIME(默认)则表示分析步时间或频率。TIME=TOTAL TIME表示总时间。 V ALUE：设置V ALUE=RELATIVE(默认)，定义相对幅值。V ALUE=ABSOLUTE表示绝对幅值，此时，数据行中载荷选项内的值将被省略，而且当温度是指定给已定义了温度TEMPERA TURE=GRADIENTS(默认)梁上或壳单元上的节点，不能使用ABSOLUTE。 对于DEFINITION=TABULAR的可选参数： SMOOTH：设置该参数等于 DEFINITION=TABULAR的数据行 第一行 1、时间或频率 2、第一点的幅值(绝对或相对) 3、时间或频率 4、第二点的幅值(绝对或相对) 等等 基本形式： *Amplitude，name=Amp-1 0.，0.，0.2，1.5，0.4，2.，1.，1. *BEAM SECTION：当需要数值积分时定义梁截面beamsection *BOND：定义绑定和绑定属性 *BOUNDARY：定义边界条件 用来在节点定义边界条件或在子模型分析中指定被驱动的节点。 在节点定义边界条件 当使用固定边界条件时没有参数可用。
abaqus中单元的选取
ABAQUS中单元的选取总结 实体单元的选择 1. 如果不需要模拟非常大的应变或进行复杂的需改变接触条件的问题，则应采用二次减缩积分单元（CAX8R、CPE8R、CPS8R、C3D20R等）； 2. 如果存在应力集中，则在局部应采用二次完全积分单元（CAX8、CPE8、CPS8、C3D20等）。它们可用最低费用提供应力梯度最好的解答。 3. 涉及到非常大的网格扭曲问题（大变形分析），建议采用细网格剖分的线性减缩积分单元（CAX4R、CPE4R、CPS4R、C3D8R等）； 4. 对接触问题采用线性减缩积分单元或细分的非协同单元（CAX4I、CPE4I、CPS4I、C3D8I等）； 5. 尽可能的减少网格变形的扭歪，形状扭歪的粗网格线性单元会导致非常差的结果。 壳单元的选择 1．当要求解十分精确时，可使用线性、有限薄膜应变、完全积分的四边形壳单元（S4），这个壳单元十分适合于要考虑膜作用或有弯曲模式沙漏的问题，也适合于有平面弯曲的问题； 2．线性、有限薄膜应变、减缩积分、四边形壳单元（S4R）较流行，适合于各类问题的应用； 3．线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3/S3R）可作为一般的壳单元来使用。因为在单元内部是常应变应力场，求解弯曲变形和高应变梯度时需要精细的网格剖分； 4．考虑到在复合材料层合壳模型中剪切柔度的影响，可应用厚壳单元（S4、S4R、S3、S3R、S8R）来模拟它，此时需检验平面假定是否满足； 5．四边形或三角形的二次壳单元，对于一般的小变形薄壳来说是很有效的，它们对于剪力锁闭和薄膜锁闭不敏感； 6．如果在接触问题中一定要用二阶单元，不要选用二阶三角形壳单元（STRI65），而要采用9节点的四边形壳单元（S9R5）； 7．对于几何线性的，但规模又非常大的模型，线性薄壳单元（S4R5）通常将比一般壳单元效率更高。 梁单元的选择 1. 对任何涉及到接触的分析，应使用一阶的、有剪切变形的梁单元（B21、B31）; 2. 对于结构刚度非常大或非常柔软的结构，在几何非线性分析中应当使用杂交梁单元（B21H、B32H等）； 3. Euler-Benoulli三次梁单元（B23、B33）在模拟承受分布荷载作用的梁，包括动态的振动分析时，会有很高的精度。如果横向剪切变形也很重要，则使用Timoshenko二次型梁单元（B22、B32）; 4. 模拟有开口薄壁横截面的结构应当使用开口横截面翘曲理论的梁单元（B310S、B320S）。
Abaqus单元的选择
Abaqus单元的选择 2015-03-06 有限元在线 如果想要以合理的费用得到高精度的结果，那么正确的选择单元是非常关键的。对于ABAQUS经验丰富的使用者，毫无疑问都会自己的单元选择指南来处理各种具体的应用。但是，在刚开始使用ABAQUS 时，下面的指导是非常有用的。 1、实体单元选择 以下单元选择的建议适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit： （1）尽可能的减小网格的扭曲。使用扭曲的线性单元的粗糙网格会得到相当差的结果。 （2）对于模拟网格扭曲过分严重的问题，应用网格细划的线性、减缩积分单元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R等）。 （3）对三维问题应尽可能地采用六面体单元。它们以最低的成本给出最好的结果。当几何形状复杂时，采用六面体单元划分网格可能是非常困难的，因此，还需要楔形和四面体单元。这些单元（C3D4和C3D6）的一阶模式是较差的单元（需要细划网格以取得较好的精确度）。 （4）某些前处理器包含了自由划分网格算法，用四面体单元划分任意几何体的网格。对于小位移无接触的问题，在ABAQUS/Standard中的二次四面体单元（C3D10）能够给出合理的结果。这个单元的另一种模式是修正的二次四面体单元（C3D10M），它适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit，对于大变形和接触问题，这种单元是强健的，展示了很小的剪切和体积自锁。但是，无论采用何种四面体单元，所用的分析时间都长于采用了等效网格的六面体单元。 （5）对于ABAQUS/Standard求解器，除非需要模拟非常大的应变或者模拟一个复杂的、接触条件不断变化的问题，对于一般的分析工作，应采用二次、减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R, C3D20R 等）。 （6）对于ABAQUS/Standard求解器，在存在应力集中的局部区域，采用二次、完全积分单元（CAX8, CPE8, CPS8, C3D20等）。它们以最低的成本提供了应力梯度的最好解答。 （7）对于ABAQUS/Standard求解器，采用细划网格的线性、减缩积分单元或者非协调模式单元（CAX4I, CPE4I, CPS4I, C3D8I）。 2、壳单元的选择 （1）对于需要考虑薄膜作用或含有弯曲模式沙漏的问题以及平面弯曲的问题，当希望得到更精确的解答时，可使用ABAQUS/Standard中的线性、有限薄膜应变、完全积分的四边形壳单元（S4）。（2）线性、有限薄膜应变、减缩积分、四边形壳单元（S4R）是强健的，而且应用很广。 （3）线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3/S3R）可作为通用目的的壳单元使用。因为在单元中是常应变的近似场，所以求解弯曲变形或者高应变梯度时可能需要精细的网格划分。 （4）在复合材料层合壳模型中，考虑到剪切变形的影响，采用适合于模拟厚壳问题的单元 （S4, S4R, S3/S3R, S8R），并检验是否满足平截面保持平面的假定。 （5）四边形或三角形的二次壳单元用于一般的小应变薄壳是很有效的，这些单元对于剪力自锁或薄膜自锁都不敏感。 （6）对于规模非常大但公经历几何线性行为的模型，使用线性、薄壳单元（S4R5）通常比通用目的的壳单元更节约计算成本。 （7）对于包含任意的大转动和小薄膜应变的显式动态问题，小薄膜应变单元很有效。 3、梁单元的选择 （1）在任何包含接触的模拟中，应该使用一阶剪切变形梁单元（B21, B31）。 （2）如果横向剪切变形是非常重要的，则采用Timoshenko二阶梁单元（B22, B32）。 （3）如果结构非常刚硬或者非常柔软，在几何非线性模拟中，则应当使用ABAQUS/Standard中的杂交梁单元（B21H, B32H等）。 （4）在ABAQUS/Standard中的（Euler-Bernoulli）三次梁单元（B23，B33）模拟承受分布载荷作用的梁有很高的精度，例如动态振动分析。 （5）在ABAQUS/Standard中，模拟开口薄壁横截面的结构应该采用那些应用了开口横截面翘曲理论的梁单元（B31OS, B32OS）。
如何选择ABAQUS单元类型
1、按照节点位移插值的阶数，可以将ABAQUS单元分为线性单元、二次单元和修正的二 次单元 2、线性完全积分单元在承受弯曲载荷时会出现剪切自锁，造成单元过于刚硬，即使划分很 细的网格，计算精度仍然很差 3、二次完全积分单元适于模拟应力集中问题，一般情况下不会出现剪切自锁，但不能在接 触分析和弹塑性分析中使用 4、线性减缩积分单元对位移的求解结果较精确，在弯曲载荷下不容易发生剪切自锁，网格 的扭曲变形（例如Quad单元的角度远远大于或小于90°）对其分析精度影响不大，但这种单元需要划分较细的网格来克服沙漏问题，且不适于求解应力集中部位的节点应力5、二次减缩积分单元不但支持了线性减缩积分单元的优点，而且不划分很细的网格也不会 出现严重的沙漏问题，即使在复杂应力状态下，对自锁问题也不敏感，但它不适于接触分析和大应变问题 6、非协调模式单元克服了剪切自锁问题，在单元扭曲比较小的情况下得到的位移和应力结 果很精确，但如果所关心部位的单元扭曲比较大，其分析精度会降低 7、线性Tri单元和Tet单元的精度很差，二次Tet单元(C3D10)适于ABAQUS/Standand中 的小位移无接触问题，修正的二次Tet单元(C3D10M)适于ABAQUS/Explicit，以及ABAQUS/Standand中的大变形和接触问题 8、ABAQUS的壳单元可以有多种分类方法，按照薄壳和厚壳来划分，可以分为通用目的 （general-purpose）壳单元和特殊用途（special-purpose）壳单元；按照单元的定义方式，可以分为常规（conventional）壳单元和连续体（continuum）壳单元 9、ABAQUS中的所有梁单元都可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形，B21和B31单 元（线性梁单元）以及B22和B32单元（二次梁单元）即适用于模拟剪切变形引起重要作用的深梁，又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁，三次单元B23和B33只需划分很少的单元就可以得到较精确的结果 1、对于应力集中问题，尽量不要使用线性减缩积分单元，可使用二次单元来提高精度。如 果在应力集中部位进行了网格细化，使用二次减缩积分单元与二次完全积分单元得到的应力结果相差不大，而二次减缩积分单元的计算时间相对较短 2、对于弹塑性分析，如果材料是不可压缩的（例如金属材料），则不能使用二次完全积分 单元，否则会出现体积自锁问题，也不要使用二次Tri单元和Tet单元。推荐使用的是修正的二次Tri单元和Tet单元、非协调单元，以及线性减缩积分单元。如果使用二次减缩积分单元，当应变超过20%~40%时要划分足够密的网格 3、如果模型中存在接触或大的扭曲变形，则应使用线性Quad或Hex单元，以及修正的二 次Tri单元和Tet单元，而不能使用其他的二次单元 4、对于以弯曲为主的问题，如果能够保证在所关心部位的单元扭曲小，使用非协调单元（例 如C3D8I单元）可以得到非常精确的结果 5、除了平面应力问题之外，如果材料是完全不可压缩的（例如橡胶材料），则应使用杂交 单元；在某些情况下，对于近似不可压缩材料也应使用杂交单元
ABAQUS实体单元选择基本原则
Standard和explicit都应遵循的原则： 1、尽量减少扭曲的单元。单元扭曲可以用雅克比、内角、warpage等来衡量。 2、大应变的模拟中应该使用细化的线性减缩单元模拟。CAX4R/CPE4R/CPS4R/C3D8R. 3、三维问题中应当尽量使用六面体单元。C3D4和C3D6需要很细的网格才能得到相对准确的结果，因此 应当尽量避免使用这类单元，并且要远离感兴趣区域。 4、对于四面体网格。Standard中，小位移并且不包括接触的问题应当使用C3D10或者C3D10I（Explicit 中除了修正四面体与三角形单元以及二阶梁单元外，其余都是线性单元；除了修正四面体和三角形单元以及一节壳单元与六面体完全积分单元外，其余都是减缩积分单元）。大位移以及使用默认“硬接触”的问题，在Standard和Explicit中，都应该使用C3D10M单元。应该极力避免使用C3D4. 对于Standard中还应当遵循以下基本原则： 1、对于不包括大位移与复杂的接触条件改变的一般性问题，推荐使用二阶减缩积分单元。 CAX8R/CPE8R/CPS8R/C3S20R 2、应力集中区域应当使用二阶完全积分单元（除非单元扭曲厉害或者弯曲应力有梯度，很少会体积自锁； 也无hourglassing问题）。CAX8/CPE8/CPS8/C3D20。这些单元能够以最小的代价给出精确的应力梯度。 3、对于接触问题，应当使用细化的线性减缩积分单元或者非协调单元。CAX4I/CPE4I/CPS4I/C3D8I. 总结 1、Formulation和Order of integration对于求解结果的准确性与计算代价有很大的影响。 2、线性完全积分单元容易产生剪切自锁，应当避免使用。 3、线性减缩积分单元模拟弯曲变形时，在厚度的方向至少使用四个单元。 4、在Standard中，二阶减缩积分单元很少有Hourglassing的问题。但模型中没有接触是应该首先考虑使 用这种单元。 5、非协调单元对于单元的扭曲非常敏感。 6、通常应当进行网格收敛性检查，以确定网格以经足够细化了。但是一个收敛的网格并不一定就说明模 拟的结果与实际情况相符。有限单元模拟的正确性还要依赖于模型中其他的近似与理想化。 7、通常，应该对感兴趣区域进行细化。预测应力的模型应当比预测位移的模型更细化。 8、Abaqus中提供子模型等高级功能来模拟复杂的问题。
abaqus中单元的选择宝典
1.完全积分是指当单元具有规则形状时，所用的高斯积分点可以对单元刚度矩 阵中的多项式进行精确地积分。 2.剪力自锁将使单元变得“刚硬”，只影响受弯曲荷载的完全积分线性（一阶） 单元，这些单元功能在受直接或剪切荷载时没有问题。二次单元的边界可以弯曲，没有剪力自锁的问题。 3.只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四面体和三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 4.只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四面体和三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 5.非协调单元：只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四 面体和三角形实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 6.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 7.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 8.杂交单元：ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中， 用非协调单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 9.一般情况下应采用二次减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R，C3D20R）。 在应力集中局部采用二次完全积分单元（CAX8，CPE8，CPS8，C3D20）。对含有非常大的网格扭曲模拟（大应变分析），采用细网格划分的线性减缩积分单元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R ）。对接触问题采用线性减缩积分单元或非协调单元（CAX4I，CPE4I，CPS4II，C3D8I等）的细网格划分。10.采用非协调单元时应使网格扭曲减至最小。三维情况应尽可能采用块状单元
abaqus中单元的选择宝典
1.完全积分就是指当单元具有规则形状时，所用得高斯积分点可以对单元刚度 矩阵中得多项式进行精确地积分。 2.剪力自锁将使单元变得“刚硬”，只影响受弯曲荷载得完全积分线性（一阶） 单元，这些单元功能在受直接或剪切荷载时没有问题。二次单元得边界可以弯曲，没有剪力自锁得问题。 3.只有四边形与六面体单元才能采用减缩积分。所有得楔形、四面体与三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 4.只有四边形与六面体单元才能采用减缩积分。所有得楔形、四面体与三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 5.非协调单元：只有四边形与六面体单元才能采用减缩积分。所有得楔形、四 面体与三角形实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 6.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当得结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 7.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当得结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 8.杂交单元：ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中， 用非协调单元可得到与二次单元相当得结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 9.一般情况下应采用二次减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R，C3D20R）。 在应力集中局部采用二次完全积分单元（CAX8，CPE8，CPS8，C3D20）。对含有非常大得网格扭曲模拟（大应变分析），采用细网格划分得线性减缩积分单元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R ）。对接触问题采用线性减缩积分单元或非协调单元（CAX4I，CPE4I，CPS4II，C3D8I等）得细网格划分。10.采用非协调单元时应使网格扭曲减至最小。三维情况应尽可能采用块状单元
ABAQUS中的单元选择
ABAQUS中的单元选择 在有限元分析中，为了能够得到较为精确的收敛解，一方面取决于所用模型的误差，另一方面取决于模拟计算的误差。一个好的有限元模型，不仅需要较高的网格质量，还需要拥有合适的单元类型。ABAQUS为用户提供了丰富的单元库，几乎可以模拟实际工程中任意几何形状的有限元模型，在对一个问题进行分析时，可以根据情况选择使用。 如何才能选取出适合于分析的单元类型呢？我认为首先要了解ABAQUS中对于单元的分类，每种单元特定的使用范围，各种单元类型的节点数目、单元形状、插值函数阶次以及单元构造的方式。然后再根据分析类型和具体问题合理选择。 ABAQUS中最常用的单元包括实体(Solid)单元、壳(Shell)单元和梁(Beam)单元。下面就根据自己对于ABAQUS应用实体单元的学习，将这些单元的特点和使用简单总结如下： 实体单元主要包括完全积分、减缩积分、非协调以及杂交这四种常见的单元模式。 （1）完全积分单元：单元具有规则形状（边是直线并且边与边相交成直角）时，所用的Gauss积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分。 完全积分的线性单元在每一个方向上采用2个积分点； 完全积分的二次单元在每一个方向上采用3个积分点。如图: 1
不足：完全积分的线性单元存在“剪切自锁”问题，原因是线性单元的边不能弯曲。在复杂应力状态下，完全积分的二次单元也有可能发生剪切自锁。 （2）减缩积分单元：减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 完全积分的线性单元只在单元的中心有一个积分点。 不足：线性减缩积分单元存在“沙漏模式”的数值问题，有可能过于柔软。 ABAQUS通过绘制伪应变能(ALLAE)和内能(ALLIE)来评价沙漏模式对计算结果的影响。 （3）非协调单元： 优点：可以克服完全积分，一阶单元中的剪力自锁问题。 特点：在一阶单元中引入一个增强单元变形梯度的附加自由度。这种对变形梯度的增强允许一阶单元在单元域上对于变形梯度有一个线性变化。 不足：对单元的扭曲很敏感，在使用时必须小心以确保单元扭曲是非常小的。 （4）杂交单元： 应用：当材料行为是不可压缩（泊松比=0.5）或非常接近于不可压缩（泊松比>0.475）时，如橡胶材料，采用杂交单元。 特点：对于具有不可压缩材料性质的任何单元，一个纯位移的数学公式是不适宜的，压应力不能由节点位移计算。杂交单元包含一个可以直接确定单元压应力的附加自由度，节点的位移场则主要用来计算偏应变和偏应力。 在选取单元类型时需要综合考虑以下几方面的问题： 1）如果需要得到的是节点应力，尽量不要选用线性减缩积分单元； 2）如果使用线性减缩积分单元，应注意避免出现沙漏模式，常采用网格细化来解决；3）在定义了接触和弹塑性材料的区域后，不要使用C3D20、C3D8R、C3D10等二次单元；4）完全积分单元容易出现剪切闭锁和体积闭锁问题，一般情况下尽量不要使用； 5）对于ABAQUS/Standard分析，如果能够划分四边形(Quad)或六面体(Hex)网格，建议尽量使用非协调单元(如C3D8I)，同时注意保证关键部位的单元形状是规则的。 6）如果无法划分六面体(Hex)网格，则应使用修正的二次四面体单元(C3D10M)，它适用于接触和弹塑性问题，只是计算代价较大； 7）有些适用于ABAQUS/Standard分析的单元类型不能用于ABAQUS/Explicit分析中(例如非协调单元)。 2
ABAQUS中Cohesive单元建模方法
复合材料模型建模与分析 1、Cohesive单元建模方法 1、1 几何模型 使用内聚力模型(cohesive zone)模拟裂纹的产生与扩展,需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。建立cohesive层的方法主要有: 方法一、建立完整的结构(如图1(a)所示),然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive单元,用这种方法建立的cohesive单元与其她单元公用节点,并以此传递力与位移。 方法二、分别建立cohesive层与其她结构部件的实体模型,通过“tie”绑定约束,使得cohesive单元两侧的单元位移与应力协调,如图1(b)所示。 (a)cohesive单元与其她单元公用节点(b)独立的网格通过“tie”绑定 图1、建模方法 上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效,第一种方法划分网格比较复杂;第二种方法赋材料属性简单,划分网格也方便,但就是装配及“tie”很繁琐;因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。 1、2 材料属性 应用cohesive单元模拟复合材料失效,包括两种模型:一种就是基于traction-separation描述;另一种就是基于连续体描述。其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。 而在基于traction-separation描述的方法中,最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。它给出了材料达到强度极限前的线弹性段与材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。注意图中纵坐标为应力,而横坐标为位移,因此线弹性段的斜率代表的实际就是cohesive单元的刚度。曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。因此在定义cohesive的力学性能时,实际就就是要确定上述本构模型的具体形状:包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率,或者最终失效时单元的位移。常用的定义方法就是给定上述参数中的前三项,也就确定了cohesive的本构模型。Cohesive单元可理解为一种准二维单元,可以将它瞧作被一个厚度隔开的两个面,这两个面分别与其她实体单元连接。Cohesive单元只考虑面外的力,包括法向的正应力以及XZ,YZ两个方向的剪应力。 下文对cohesive单元的参数进行阐述,并介绍参数的选择方法。