abaqus六面体单元类型

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ABAQUS基本使用方法

ABAQUS基本使用方法

ABAQUS 分析步骤使用ABAQUS进行有限元分析包括三个步骤:使用ABAQUS/CAE或其他前处理器进行前处理使用ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit进行分析计算使用ABAQUS/Viewer进行后处理ABAQUS/CAE简介1)ABAQUS/CAE的模型数据库保存在扩展名为.cae的文件中,每个ABAQUS模型中只能有一个装配件(assembly),它是由一个或多个实体(instance)组成的,一个部件(part)可以对应多个实体。

2)ABAQUS/CAE由以下功能模块构成:Part(部件)、Property(特性)、Assembly(装配)Step(分析步)、Interaction(相互作用)、Load(载荷)Mesh(网格)、Job(分析作业)、Visualization(后处理)Sketch(绘图)。

3)Part模块的主要功能包括:创建、编辑和管理部件,通过创建特征(feature)来定义部件的几何形状,指定刚体部件的参考点。

4)Property模块的主要功能包括:创建和管理材料、截面属性、梁截面,指定部件的截面属性、取向、法线方向和切线方向。

5)Assembly模块的主要功能包括:创建、合并和切割实体,为实体定位。

6)Step模块的主要功能包括:创建分析步,设定输出数据,设定自适应网格,控制求解过程。

7)Interaction模块的主要功能是定义相互作用(例如接触)、约束、连接件、惯量、裂纹、弹簧和阻尼器。

8)Load模块的主要功能是定义载荷、边界条件、场变量和载荷状况。

9)Mesh模块的主要功能包括:布置网格种子,设置单元形状、单元类型、网格划分技术和算法、划分网格,检验网格质量。

10)Job模块的主要功能包括:创建分析作业,提交和运行分析作业,生成INP文件,监控分析作业的运行状态,中止分析作业的运行。

11)Sketch模块的主要功能是绘制二维平面图。

ABAQUS单元类型及特点汇总

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 c3d8p单元类型

abaqus c3d8p单元类型

Abaqus软件是一款广泛应用于工程实践中的有限元分析软件,因其强大的功能和稳定的性能而备受工程师和研究人员的青睐。

在Abaqus中,有许多不同的单元类型可供用户选择,每种单元类型都有其特定的适用范围和优缺点。

其中,c3d8p单元类型是Abaqus中常用的一种典型的八节点有限元单元类型,本文将对其进行详细介绍。

1. c3d8p单元类型概述c3d8p单元是Abaqus中的八节点有限元单元类型,它具有平行六面体的形状,适用于对复杂的结构进行分析。

该单元类型在模拟物体的各向同性材料时表现出色,能够准确地描述结构的应力、应变和变形等力学特性。

2. c3d8p单元类型的特点(1)高精度:c3d8p单元类型具有八个节点,可以更准确地刻画结构的变形情况,提高了分析的精度和准确度。

(2)适用范围广:该单元类型适用于各种各样的结构分析,包括金属结构、混凝土结构和复合材料等。

(3)对称性好:c3d8p单元类型具有较好的对称性,可以在分析中减小误差,保证分析结果的准确性。

3. c3d8p单元类型的应用场景c3d8p单元类型广泛应用于工程领域的结构分析和设计中,包括但不限于:(1)航空航天领域:用于飞机、航天器等复杂结构的应力、疲劳和损伤分析。

(2)土木工程领域:用于桥梁、隧道等土木结构的承载能力和稳定性分析。

(3)机械制造领域:用于汽车、机器设备等的零部件强度和刚度分析。

(4)材料科学领域:用于纤维增强复合材料的强度和疲劳性能分析。

4. c3d8p单元类型的优缺点(1)优点:a. 高精度:能够准确描述结构的应力、应变和变形特性;b. 适用范围广:可用于各种结构的分析;c. 对称性好:分析结果更加准确。

(2)缺点:a. 计算成本高:由于节点数较多,计算成本较高;b. 不适用于屈曲分析:在一些特定情况下,c3d8p单元类型不适用于屈曲分析。

5. c3d8p单元类型的使用注意事项在使用c3d8p单元类型进行分析时,需要注意以下几点:(1)合理网格划分:合理的网格划分是保证分析精度和效率的关键,需要根据分析对象的实际情况进行网格划分。

ABAQUS常用技巧归纳(图文并茂)知识分享

ABAQUS常用技巧归纳(图文并茂)知识分享

ABAQUS常⽤技巧归纳(图⽂并茂)知识分享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。

ABAQUS六面体网格划分实例18:管夹

ABAQUS六面体网格划分实例18:管夹

内容简介:作者在学习COMSOL的分割功能和域概念时无意发现可以同SolidWorks多实体功能对应。

作者对ABAQUS操作相对较熟悉,遂着手研究了把SolidWorks多实体导入ABAQUS进行合并/切割的技巧。

作者把其中详细技巧原理和步骤记录于文:《COMSOL几何导入和网格划分技巧(从AutoCAD和SolidWorks 导入域)》和《ABAQUS六面体网格划分的分块技巧(从SolidWorks导入多实体分块)》。

一不做二不休,作者精选了二十几个典型形状的零件(大多都是著名前处理软件培训中的经典案例)做成一系列的ABAQUS六面体网格划分实例教程,以助读者熟悉文中讲到的方法和各种零件的分块思路。

绪论作者无意中发现SolidWorks多实体导入ABAQUS进行合并/切割的技巧对ABAQUS网格划分很有用。

ABAQUS里的网格划分功能常常被认为比较鸡肋,一般对于简单的形状还好,应用网格、零件模块里的“拆分几何元素”工具,以及用一用“虚拟拓扑”工具进行简单的几何元素合并,几乎可以划分一些零件的网格。

但这两个工具都显得不太完美,“拆分几何元素”工具比较死板,只能针对无限平面和已有的特征面使用,这常常导致不希望的拆分结果,有建立大模型经验的读者应该清楚,过多的拆分会把模型搞乱,导致网格划分失败;“虚拟拓扑”工具也是,当几何来源不好的时候也常常会出现莫名的错误,而且当使用者对于几何拆分思路不清晰的情况下,常常会不清楚该合并哪些面,只能不断一遍一遍地试错,仿佛深陷泥潭不能自拔。

作为同是达索集团旗下的产品,SolidWorks与ABAQUS之间的导入接口已经比较完善,作者在使用中从来没有出现几何导入不完整的情况。

SolidWorks零件可以具有多实体,导入ABAQUS装配里是各个零件。

ABAQUS装配模块里的合并/分割功能可能很多使用者几乎没用过,使用者大多数也是出于建模考虑对部分不想做接触分析的零件进行合并操作,而分割功能可能更少人去用。

第六节Abaqus网格划分

第六节Abaqus网格划分
• 在装配件模块�多个部件实例可以被 合并为一个部件实例。
• 利用分区�不同的材料区域可以被分 离。
非独立实例
与网格相关的属性不能 被修改
(几何属性和网格属性 都不能被修改.)
独立和非独立的部件实例
• 在创建实例的时候选择生成实 例的类型
• 在下列情况下是不允许生成独 立实例的: • 部件已经被划分了网格 • 非独立的实例已经存在 • 部件是一个独立网格实例
• 在下列情况下是不允许生成非 独立实例的: • 独立的实例已经存在
简单的网格拓扑
Introduction to Abaqus/CAE
网格生成技术
• 映射网格 • 结构化网格的特殊例子 • 四表面区域 • 能够提高精度 • 能够用于 • 用波前法扫略划分的六边形或者 六边形为主网格
• 用波前法扫略划分自由四边形和 四边形为主单元
• 自由四面体或者三角形网格
L1.24
Introduction to Abaqus/CAE
使用不同的分网技术
• 通过分区�利用六 面体单元为活塞、 活塞销和连杆装配 件进行网格划分。
L1.34
Introduction to Abaqus/CAE
自下至上六面体网格划分
自下至上六面体网格划分
• 作为预先讨论�Abaqus提供了一套强大的“自上 而下”的六面体网格划分工具 • 分割实体成为可以应用扫略�黄�或结构�绿� 网格划分技术的简单体 • 所有可划分网格的体在一个分析步中自动填充
• 当区域进行网格划分之后� 附近区域的已有网格将不 受影响。
L1.40
在分区时�自动加入捆 绑约束
Introduction to Abaqus/CAE
L1.41

abaqus一次单元和完全积分单元

abaqus一次单元和完全积分单元

abaqus是一个用于有限元分析的强大软件。

在使用abaqus进行有限元分析时,用户需要选择合适的单元进行建模和求解。

abaqus中包含了多种类型的单元,其中一次单元和完全积分单元是比较常见且重要的两种类型。

本文将对这两种单元进行介绍和比较,以帮助用户更好地理解它们的特点和适用范围。

一次单元(C3D8)是abaqus中常用的一种典型六面体单元,其具有以下特点:1.1. 六面体单元:一次单元是一个六面体单元,具有8个节点和27个自由度。

它可以用于模拟各种三维结构的应力、应变分布和变形情况。

1.2. 简单高效:一次单元具有结构简单、计算高效的特点,适用于大多数情况下的有限元分析。

1.3. 局限性:但是,一次单元并不适用于所有情况。

在模拟高梯度场、弯曲效应或者非常规加载条件下,一次单元可能无法提供准确的结果。

相对而言,完全积分单元(C3D8I)是对一次单元的改进和扩展,其特点如下:2.1. 对弯曲效应和非线性材料有更好的适用性:完全积分单元具有更好的适用性,尤其是在模拟高梯度场、弯曲效应或者非线性材料的情况下更能提供准确的结果。

2.2. 全积分:完全积分单元是指在有限元积分时采用全积分法,这意味着对于单元内部的应力和应变的计算更加准确。

2.3. 计算量大:由于采用全积分法,完全积分单元的计算量较大,因此在处理大型模型或者需要高精度结果的情况下,需要考虑计算成本和时间。

一次单元和完全积分单元各有其特点和适用范围。

在实际应用中,用户需要根据具体的分析对象和需求来选择合适的单元类型。

对于结构简单、加载条件不太复杂的情况下,一次单元是一个非常合适的选择,它能够在保证计算效率的同时提供较为准确的结果;而对于复杂的加载条件或者非线性材料的模拟,完全积分单元则更能满足精度的要求。

对于有限元分析工程师来说,熟练掌握并灵活运用这两种单元类型是非常重要的。

3. 适用范围的具体案例在工程实践中,一次单元和完全积分单元的选择取决于具体的分析对象和需求。

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abaqus六面体单元类型
1、单元族群,如下图所示为力学分析中常用的单元族群,这些族群的主要区别在于几何特征的差异,适合于研究不同的结构类型,选择合适的族群可以在不降低计算精度条件下,减少计算量,比如:一座高楼大厦如果全用实体单元建模,可能需要千万甚至上亿个实体单元,但如果将大厦的梁柱简化为梁单元,墙和楼板简化为壳单元模拟,单元数量将急剧减少。

单元编号法则1:它们的首字母或前几位字符通常会作为单元编号的起始字符。

比如:‘C3D8’中首字母'C’为Continuum elements 的首字母。

2、自由度,是分析过程中计算的基本变量,比如力学分析中的自由度是节点的平移和旋转自由度;传热分析中需要考虑的自由度是节点温度;渗流分析则是孔隙压力自由度。

单元编号法则2:单元自由度通常由单元族群和尾部字符确定,比如尾部字符包含T,则表示包含温度自由度,包含P,则表示包含孔压自由度。

3、节点数,自由度仅在节点位置上计算,而其他位置上的数值则通过内部公式插值获得,而插值方法由单元节点数确定,比如8节点六面体单元,采用线性插值方式,称为一阶单元;而20节点六面体单元,也就是在每条单元边中间增加一个节点,采用二次方程插值,因此被称为二阶单元。

单元编号法则3:节点数量会在单元编号中直接体现,比如C3D8
中的‘8’表示8节点;而其中的‘3’或‘2’后面跟着D字符,则需要和‘3D'/‘2D’一起辨识为三维/二维单元。

4、单元架构,自由度和节点就像是零件,要把这些零件有机的组合起来,就需要装配说明,而单元架构就是这样的一套装配说明,装配好之后才能称为单元。

比如对于拉格朗日架构的单元,材料是跟随单元同步移动;而欧拉架构的单元,材料则可以在单元中流动。

其次,为了满足一些特殊的计算需求,会对一些基本构架进行修改,比如壳体单元分薄壳和厚壳,主要区别是否考虑壳体法向应力分量。

另外,不同自由度之间的耦合也是需要特殊的架构去描述。

5、积分点,其作用是为了简化域内非均匀场的积分过程,而抽象出来的点,在计算过程中我们仅获得积分点位置的材料响应,比如应力、应变等。

所以在离散化过程中,积分点越多,单元内应力、应变的描述会更加准确些,但并不是越多越好。

积分点位置根据单元形状以及高斯正交法则进行确定,如果不确定,可以查下帮助文档分析手册Elements章节中有详细介绍,下面为平面实体单元的积分点分布情况。

三节点单元和四节点减缩积分单元均只有一个积分点,因此查询单元应力时,只有一个应力数值;其它单元类型均有N个积分点,也就会获得N个单元数值。

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