实体单元类型的选择

有限元单元的选择

单元类型的选择单元类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。

在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。

1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？这个比较容易理解。

杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。

梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。

如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。

对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：1)beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。

2)beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。

3)beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。

2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。

而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell 单元计算准确。

实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。

shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。

对于一般的问题，选用shell63就足够了。

除了shell63,shell93之外，还有很多其他的shell单元，譬如shell91,shell131，shell163等等，这些单元有的是用于多层铺层材料的，有的是用于结构显示动力学分析的，一般新手很少涉及到。

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。

类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。

在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。

1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？这个比较容易理解。

杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。

梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。

如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。

对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：1)、beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。

2)、beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。

3)、beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。

（常规是6个自由度，比如是用于桁架等框架结构，如鸟巢，飞机场的架构）2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。

而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell单元计算准确。

实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。

shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。

壳单元和实体单元计算结果

壳单元和实体单元计算结果1. 定义和特点：壳单元，壳单元是一种表面元素，用于模拟薄壳结构，如板、膜、壳等。

它具有两个主要表面，即上表面和下表面，其厚度相对较小。

壳单元的特点是能够模拟结构的弯曲和剪切行为，适用于分析弯曲、屈曲、挤压等问题。

实体单元，实体单元是一种三维体元素，用于模拟实体结构，如立方体、球体、圆柱体等。

它具有体积和形状，可以模拟结构的各向同性和各向异性行为，适用于分析拉伸、压缩、扭转等问题。

2. 计算结果的类型：壳单元，壳单元的计算结果包括应力、应变、位移、刚度矩阵等。

应力和应变可以用来评估结构的强度和稳定性，位移可以用来评估结构的变形情况，刚度矩阵可以用来评估结构的刚度和挠度。

实体单元，实体单元的计算结果包括应力、应变、位移、应力路径等。

应力和应变可以用来评估结构的强度和稳定性，位移可以用来评估结构的变形情况，应力路径可以用来评估结构的应力分布情况。

3. 计算方法和求解器：壳单元，壳单元的计算通常采用壳理论和有限元方法进行求解。

常见的壳理论有薄板理论、壳理论和厚板理论等。

求解壳单元问题的常用求解器有ANSYS、ABAQUS、Nastran等。

实体单元，实体单元的计算通常采用体积积分法和有限元方法进行求解。

求解实体单元问题的常用求解器有ANSYS、ABAQUS、Nastran等。

4. 精度和适用范围：壳单元，壳单元适用于薄壳结构的分析，具有较高的计算效率和较低的计算成本。

但是，在处理厚度较大的结构或存在复杂的几何形状时，壳单元的精度可能会受到限制。

实体单元，实体单元适用于各种结构的分析，具有较高的计算精度和较高的计算成本。

实体单元可以更准确地模拟结构的各向异性和非线性行为。

综上所述，壳单元和实体单元在有限元分析中都具有重要的作用，它们可以通过计算得到不同类型的结果，用于评估结构的强度、稳定性、变形情况等。

选择使用哪种单元类型取决于具体的分析对象、几何形状和计算要求。

Abaqus单元类型选择解析

A1.2
ABAQUS/analysis_单元选择标准
ABAQUS中的单元
ABAQUS/analysis_单元选择标准
ABAQUS中的单元
• ABAQUS单元库中大量的单元为不同几何体和结构建模提供了非常大的灵活性。 – 可以通过以下的特征为单元分类： •族 • 节点个数 • 自由度 • 公式 • 积分点
二次插值全积分减缩积分
一次插值
A1.10
ABAQUS/analysis_单元选择标准
ABAQUS中的单元
• 单元命名约定：例子
B21: Beam, 2-D, 1st-order interpolation S8RT: Shell, 8-node, Reduced integration, Temperature
A1.4
ABAQUS/analysis_单元选择标准
ABAQUS中的单元
族 • 有限元族是一种广泛的分类方法。 • 同族的单元共享许多基本特征。 • 在同一族单元中又有许多变异。
刚体单元薄膜单元连续体(实体单元) 壳单元梁单元
无限单元
特殊单元，如弹簧、阻尼器和质量单元
桁架单元
A1.5
ABAQUS/analysis_单元选择标准
ABAQUS中的单元
节点个数 (插值) • 节点的单元编号决定了单元域内节点自由度的插值方式。 • ABAQUS包含一阶和二阶插值方式的单元。
一次插值二次插值
A1.6
ABAQUS/analysis_单元选择标准
ABAQUS中的单元
自由度 • 在有限元分析过程中，单元节点的自由度是基本变量。 • 自由度的例子： – 位移 – 转动 – 温度 – 电势 • 一些单元具有与用户定义的节点不相关的内部自由度。

(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。

单元类型选择

1、三维实体单元的类型及应用选择ABAQUS 具有丰富的单元库，单元种类多达433 种，共分为分8 大类：连续体单元（continuum element，即实体单元solidelement）、壳单元、薄膜单元、梁单元、杆单元、刚体单元、连接单元和无限元。

另外，abaqus 还提供了针对特殊问题的特种单元：如针对钢筋混凝土结构或轮胎结构的加强筋单元，针对海洋工程结构的土壤/管柱连接单元和锚链单元等。

用户还可以通过用户子程序来建立自定义单元。

因为别的单元，到目前为止我接触了解的不够深，所以暂且在这个帖子里先说一下八大类单元中的连续体单元（continuum element，即实体单元solidelement）。

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）。

在Hypermesh中装配体模型如何合理选择实体单元类型

在Hypermesh中装配体模型如何合理选择实体单元类型在Hypermesh中装配体模型如何合理选择实体单元类型一、常用单元类型1. 四面体单元（三角形单元，局部少量应用于2D模拟，如钣金件装配体）划分简单，适应性强，通常经过几何处理后可一键划分，但精度不高，且网格数量大。

2. 六面体单元（四边形单元，用于2D模拟，如钣金件装配体）划分需耗费大量的时间，且对网格划分经验要求高，但网格数量较少，可节省计算时间且精度高。

二、选择方法1. 模型复杂程度这里主要看单个零件的复杂程度，若几何比较规整，用六面体单元（一阶，二阶）；若几何复杂，有曲面等一些不规则特征结构，用四面体单元（一阶，二阶），还可尝试用五面体单元（棱柱单元，金字塔单元一阶）对于拓扑结构特别复杂的区域，四面体的网格质量往往比六面体更好。

这是因为四面体强大的适应性可以几乎适应任意的复杂结构。

对于流体分析，尤其考虑边界层的情况，六面体网格是首选。

2. 计算精度对于低阶单元，六面体的精度确实比四面体的高很多，网格数量也会少很多；但四面体单元也有它的好处，网格局部加密比较容易实现，这对于捕捉高应力梯度（或其他重要参数梯度）的位置特别重要。

对于高阶单元，二阶四面体单元和六面体单元有着相同的精度。

为了提高计算精度，使用更多的四面体网格和使用较少的高阶六面体网格这两种方法都可以实现。

3. 任务紧急程度一个分析的总时间=前处理+求解计算+后处理，如果用四面体，前处理时间减少，但是通常情况下求解计算+后处理的时间就会相应增多；用六面体则反之，所以可以理解为时间总是会花那么多，就看你能够承受把时间花费在哪个阶段。

对于十分紧迫的工程问题，没有很多时间用于前处理，这个时候只能选择采用四面体单元。

虽然因此可能会增加计算时间，但计算机可以彻夜不休的工作，所以在计算资源允许的条件下，划分较密的四面体单元是首选。

反之，则用六面体单元。

4. 综合考虑1）在有些商业有限元软件中，可以实现四面体与六面体网格的耦合，比如在需要重点考虑的部位，通过几何切分，将其切分为规则体。