最新ABAQUS实体单元类型总结
ABAQUS单元类型及特点汇总
ABAQUS单元类型及特点汇总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。
abaqus单元形状
abaqus单元形状Abaqus是一种常用的有限元分析软件，它提供了多种不同形状的单元用于建模和分析结构。
下面我将从几个常见的角度介绍一些Abaqus中可用的单元形状。
1. 线性单元（Linear Elements）：一维线性单元（1D Linear Elements），例如节点单元（Node Element）和梁单元（Beam Element），用于模拟结构中的线性行为。
二维线性单元（2D Linear Elements），例如三角形单元（Triangle Element）和四边形单元（Quadrilateral Element），用于模拟平面结构。
三维线性单元（3D Linear Elements），例如四面体单元（Tetrahedron Element）和六面体单元（Hexahedron Element），用于模拟立体结构。
2. 非线性单元（Nonlinear Elements）：二维非线性单元（2D Nonlinear Elements），例如平面应变单元（Plane Strain Element）和平面应力单元（Plane Stress Element），用于模拟结构的非线性行为。
三维非线性单元（3D Nonlinear Elements），例如几何非线性单元（Geometric Nonlinear Element）和材料非线性单元（Material Nonlinear Element），用于模拟非线性结构。
3. 特殊单元（Special Elements）：壳单元（Shell Element），用于模拟薄壳结构，如板和薄膜。
拉索单元（Truss Element），用于模拟绳索或索条等拉伸元件。
接触单元（Contact Element），用于模拟结构之间的接触和摩擦。
除了上述常见的单元形状，Abaqus还提供了其他一些特殊的单元形状，如混凝土单元、岩石单元等，用于特定的工程应用。
总之，Abaqus提供了广泛的单元形状选项，可以根据具体的分析需求选择适当的单元形状进行建模和分析。
abaqus单元属性小结
S3/S3R 单元可以作为通用壳单元使用。
由于单元中的常应变近似，需要划分较细的网格来模拟弯曲变形或高应变梯度。
S4R 单元性能稳定，适用范围很广
对于复合材料，为模拟剪切变形的影响，应使用适于厚壳的单元（例如S4、S4R、S3、S3R、
S8R），并要注意检查截面是否保持平面。
对于几何非线性分析，在ABAQUS/Standar d中的小应变壳单元（S4R5, S8R, S8R5, S8RT, S9R5, STRI3, 和 STRI65）使用总体拉格朗日应变算法，应力应变可以相对于参考构型的材料方向改定。
垫片单元是小应变小位移单元，默认情况下其应力应变值也是以初始参考构型定义的行为方向输出。
对于有限膜应变单元（所有的膜单元以及S3/S3R, S4, S4R, SAX,和SAXA单元）和在ABAQU S/Explici t 中的小应变单元，其材料方向是随着曲面的平均刚性旋转运动而变以形成当前构型的材料方向。
此时这些单元的应力应变则是根据当前的参考构型中的材料方向给出的。
（更详细地说明可以参考ABA QUS相关手册）。
用户可以决定与*section print和*section file相关的局部坐标系统是固定不动还是随着曲面的平均刚性运动而旋转。
ABAQUS简支梁分析梁单元和实体单元
ABAQUS简支梁分析梁单元和实体单元梁单元是ABAQUS中常用的一种单元类型，适用于对梁结构进行分析。
它是一维元素，具有沿一个坐标轴的长度、截面积和转动惯量等属性。
梁单元适用于对纤维偏离主轴较小的梁进行建模。
与梁单元相比，实体单元更适用于对复杂几何形状的梁进行建模。
实体单元是三维元素，它在三个坐标轴上都具有长度，并且可以定义复杂的几何形状。
实体单元适用于对纤维偏离主轴较大的梁、异形梁和复杂梁进行建模。
梁单元的建模步骤如下：1.创建部件：在ABAQUS中创建一个新部件，并设定其属性，如截面形状、材料参数等。
2.创建草图：使用ABAQUS提供的工具创建梁单元的草图，定义梁的几何形状和尺寸。
3.定义截面：将截面属性应用到梁单元上，包括截面形状和尺寸。
4.创建网格：使用ABAQUS的网格划分工具将梁的草图划分为网格，生成梁单元。
5.设置材料属性：为梁单元定义材料属性，包括弹性模量、泊松比等。
6.施加边界条件：为梁单元定义边界条件，如支撑和加载情况。
7.定义分析类型：选择适当的分析类型，如静力分析或动力分析。
8.执行分析：运行分析，并获取梁的响应结果，如位移、应变和应力。
实体单元的建模步骤如下：1.创建部件：在ABAQUS中创建一个新部件，并设定其属性，如材料参数等。
2.创建草图：使用ABAQUS提供的工具创建梁的草图，定义梁的几何形状和尺寸。
3.创建几何图形：使用ABAQUS的几何模块创建复杂的实体几何形状。
4.定义材料属性：为实体单元定义材料属性，包括弹性模量、泊松比等。
5.生成网格：使用ABAQUS的网格划分工具将实体几何形状划分为网格，生成实体单元。
6.施加边界条件：为实体单元定义边界条件，如支撑和加载情况。
7.定义分析类型：选择适当的分析类型，如静力分析或动力分析。
8.执行分析：运行分析，并获取梁的响应结果，如位移、应变和应力。
梁单元和实体单元在ABAQUS中都提供了丰富的分析功能和选项，可以根据实际需要使用不同的单元类型来建模和分析梁结构。
(完整版)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）。
但使用这种单元时要注意：（1）不能用于接触分析；（2）对于弹塑性分析，如果材料不可压缩（例如金属材料），则容易产生体积自锁（volumetric locking）；（3）当单元发生扭曲或弯曲应力有梯度时，有可能出现某种程度的自锁。
abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法
abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法文章标题：深度了解abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法一、引言在工程领域中，模拟和分析结构力学行为是非常重要的。
ABAQUS作为有限元分析软件，在工程结构分析和仿真中扮演着重要的角色。
在ABAQUS中，实体单元、壳单元和梁单元是常用的元素类型，它们可以用来模拟各种不同类型的结构和力学行为。
本文将深入探讨这些单元的定义与用法。
二、实体单元的定义与用法1. 实体单元是ABAQUS中最基本的有限元单元之一，通常用于模拟具有三维结构的实体物体。
它能够准确描述物体的体积和构造。
2. 实体单元适用于模拟压力容器、机械零件、汽车车身等实体结构的力学行为。
它能够有效分析结构的应力、应变、变形等力学特性。
3. 在实际工程中，使用实体单元时需要注意单元的类型、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
三、壳单元的定义与用法1. 壳单元是ABAQUS中常用的二维有限元单元，适用于模拟薄壁结构和板材。
它能够准确描述结构的曲率和变形。
2. 壳单元适用于模拟飞机机翼、船体、薄膜结构等薄壁结构的力学行为。
它能够有效分析结构的弯曲、剪切、挠曲等力学特性。
3. 在实际工程中，使用壳单元时需要注意单元的厚度、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
四、梁单元的定义与用法1. 梁单元是ABAQUS中用于模拟杆件和梁结构的有限元单元，适用于描述结构的轴向变形和弯曲变形。
2. 梁单元适用于模拟桥梁、支撑结构、梁柱结构等杆件和梁结构的力学行为。
它能够有效分析结构的弯曲、扭转、轴向变形等力学特性。
3. 在实际工程中，使用梁单元时需要注意单元的截面特性、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
五、个人观点和理解在工程结构分析中，选择合适的有限元单元对于准确模拟和分析结构的力学行为是至关重要的。
实体单元、壳单元和梁单元都有各自的优缺点，工程师需要根据具体的结构特点和分析要求来选取合适的单元类型。
abaqus第二讲：ABAQUS中的实体单元
避免使用
二阶四边形/六面体
一阶全积分四边形/六面 体或二阶四边形/六面 体
一阶全积分四边形/六面 体
一阶
二阶全积分单元
问题分类 完全不可压 (橡胶n = 0.5) 屈曲材料成型（高度网格
扭曲）
复杂的几何模型（线性材 料，没有接触）
复杂的几何模型（非线性 或接触）
自然频率（线性动力学） 非线性动力学（隐式）
• 比较ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit单元库 两种程序基本上具有相同的单元族：连续体、壳、梁等等。 除了应力分析，ABAQUS/Standard包括许多可以用于其它分析类型 的单元：热传导、土壤固结、声学等等。 • 在ABAQUS/Explicit中也可以使用声学单元。 对于每个单元族，ABAQUS/Standard包含许多变种。 ABAQUS/Explicit包含几乎所有的一阶单元。 • 例外：二阶三角形和四面体单元、二阶梁单元 对于两种程序，许多单元选择的准则是一样的。
“常规的”二阶四面体、二阶楔形和六节点壳和薄膜单元 (C3D10, C3D15, STRI65, M3D6)不能用于模拟接触问题， 除非使用基于罚函数的接触公式。
• 与“经典”的硬接触相比，在单元角点和中点处，一致 压力下面的接触力存在明显的不同。
修正的 二阶三角形/四面体单元(C3D10M, 等等)减轻了其它三角形/ 四面体单元的问题。 • 好的收敛率—与二阶四边形/六面体单元的收敛率相近。 • 最小化剪切锁闭和体积锁闭。 – 利用杂交公式(C3D10MH)，可以用于模拟不可压或几乎不 可压材料。 • 在有限变形问题中，这些单元表现强劲。 • 一致的接触压力可以使这些单元精确的模拟接触问题。
abaqus单元属性大总结
abaqus单元属性大总结名称描述tria3CTRIA3—Triangular Element ConnectionDefines a triangular plateelement (TRIA3) of the structural model. This element uses a 6 degree-of-freedom pernode formulation定义机构模型的三角形板单元。
这一单元用每节点6自由度表达CTRIAR—Triangular Element Connection CTRIAR entry is equivalent to CTRIA3. Unlike other Nastran codes, a 6 degree-of-freedom per node formulation is used for all shell elements.CTRIAR条目相当于CTRIA3。
不像nastran有限元软件代码，6自由度的每节点用于所有壳单元。
BMFACE—Barrier Mesh Face Defines quad or tria faces that are in turn used to define a barrier to limit the total deformation for free-shape design regions.定义四或三表面反过来用于定义限制自由形状设计区域的总变形。
PLOTEL3—Defines a three-noded, two-dimensional dummyelement for use in plottingDummy Plot ElementDefinition定义了一个三节点，用于绘制二维虚拟单元CAABSF—Frequency-dependant Fluid Acoustic Absorber ElementDefines the frequency-dependant fluid acoustic absorber element in coupled fluid-structuralanalysis定义了依赖于频率的流体吸声器元件耦合流体结构分析DTRIA3—无Quad4CQUAD4—Quadrilateral Element Connection Defines a quadrilateral plate element (QUAD4) of the structural model. This element uses a 6degree-of-freedom per node formulation定义了一个四边形板单元的模型结构。
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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。
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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。
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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）。
但使用这种单元时要注意：
（1）不能用于接触分析；
（2）对于弹塑性分析，如果材料不可压缩（例如金属材料），则容易产生体积自锁（volumetric locking）；
（3）当单元发生扭曲或弯曲应力有梯度时，有可能出现某种程度的自锁。
3、线性减缩积分单元：
减缩积分单元，比普通的完全积分单元在每个方向少用一个积分点；
线性缩减积分单元：
只在单元的中心有一个积分点，由于存在沙漏数值问题（hourglass）而过于柔软。
采用线性缩减积分单元模拟承受弯曲载荷的结构时，沿厚度方向上至少应划分四个单元。
优点：
（1）对位移的求解计算结果较精确；
（2）网格存在扭曲变形时（例如Quad 单元的角度远远大于或小于90º），分析精度不会受到明显的影响；
（3）在弯曲载荷下不易发生剪切自锁。
缺点：
（1）需要较细网格克服沙漏问题；
（2）如果希望以应力集中部位的节点应力作为分析目标，则不能选用此单元。
——因为线性缩减积分单元只在单元的中心有一个积分点，相当于常应力单元，在积分点上的应力结果实相对精确的，而在经过外插值和平均后得到的节点应力则不精确。
4、二次减缩积分单元
不但保持线性减缩积分单元的上述优点，还具有如下特点：
（1）即使不划分很细的网格也不会出现严重的沙漏问题；
（2）即使在复杂应力状态下，对自锁问题也不敏感。
使用这种单元要注意：
（1）不能用于接触分析；
（2）不能用于大应变问题；
（3）存在与线性减缩积分单元类似的问题，由于积分点少，得到的节点应力的精度往往低于二次完全积分单元。
5、非协调模式单元（imcompatible modes）
——仅在ABAQUS/Standard 有，可克服线性完全积分单元中的剪切自锁问题。
ABAQUS中的非协调模式单元和MSC.NASTRAN中的4节点四边形单元或8节点六面体单元很相似，所以在比较着两种有限元软件的计算结果时会发现，如果在ABAQUS中选择了非协调模式单元，得到的分析结果会和MSC.NASTRAN的结果一致。
优点：
（1）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；（2）在弯曲问题中，在厚度方向上只需很少的单元，就可以得到与二次单元相当的结果，而计算成本却明显降低；
（3）使用了增强变形梯度的非协调模式，单元交界处不会重叠或开洞，因此很容易扩展到非线性、有限应变的位移。
但使用这种单元时要注意：如果所关心部位的单元扭曲比较大，尤其是出现交错扭曲时，分析精度会降低。
6、使用Tri 或Tet 单元要注意：
如果能用Quad 或Hex 单元，就尽量不要使用Tri或Tet 单元；
（1）线性Tri 或Tet 单元的精度很差，不要在模型中所关心的部位及其附近区域使用；
（2）二次Tri 或Tet 单元的精度较高，而且能模拟任意的几何形状，但计算代价比Quad 或Hex 单元大。
（3）二次Tet 单元(C3D10)适于ABAQUS/Standard 中的小位移无接触问题；
修正的二次Tet 单元(C3D10M)适于ABAQUS/Explicit 和ABAQUS/Standard 中的大变形和接触问题；
（4）使用自有网格不易通过布置种子来控制实体内部的单元大小。
7、杂交单元
在ABAQUS/Standard 中，每一种实体单元都有其对应的杂交单元，
用于不可压缩材料（泊松比为0.5，如橡胶）或近似不可压缩材料（泊松比大于0.475）。
除了平面应力问题之外，不能用普通单元来模拟不可压缩材料的响应，因为此时单元中的应力士不确定的。
ABAQUS/Explicit 中没有杂交单元。
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混合使用不同类型的单元：
1、当三维实体几何形状复杂时，无法再整个实体上使用structure结构化网格或sweep扫略网格划分技术得到Hex单元网格，一种常用的做法是：
（1）对实体不重要的部分使用Free自由网格划分技术，生成Tet单元网格，而对于所关心的部分采用结构化网格或扫略网格划分技术，生成Hex单元网格。
（2）在生成这样的网格时，ABAQUS会给出提示信息，提示将生成非协调的网格，在不同单元类型的交界处将自动创建Tie绑定约束。
2、需要注意的是，在不同单元类型网格的交界处，即使单元角部节点是重合的，仍然有可能出现不连续的应力场，而且在交界处的应力可能大幅度的增大。
如果在同一实体中混合使用线性和二次单元，也会出现类似的问题。
因此在混合使用不同类型单元时，应确保其交界处远离所关心的区域，并仔细检查分析结果是否正确。