ABAQUS 单元总结与分析技巧

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abaqus技巧

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abaqus技巧三维结构的结构化⽹格划分structure 对于三维结构,只有模型区域满⾜以下条件,才能被划分为结构化⽹格:①没有孔洞、孤⽴的⾯、孤⽴的边、孤⽴的点;②⾯和边上的弧度值应该⼩于90°;③三维区域内的所有⾯必须要保证可以运⽤⼆维结构化⽹格划分⽅法;④保证区域内的每个顶点属于三条边;⑤必须保证⾄少有四个⾯(如果包含虚拟拓扑,必须仅包含六条边);⑥各⾯之间要尽可能地接近90°,如果⾯之间的⾓⼤于150°,就应该对它进⾏分割;⑦若三维区域不是⽴⽅体,每个⾯只能包含⼀个⼩⾯,若三维区域是⽴⽅体,每个⾯可以包含⼀些⼩⾯,但每个⼩⾯仅有四条边,且⾯被划分为规则的⽹格形状。

三维结构的扫略⽹格划分Sweep (扫略⽹格划分技术)对于三维结构,只有模型区域满⾜以下条件,才能被划分为扫略⽹格:①连接起始⾯和⽬标⾯的的每个⾯(称为连接⾯)只能包含⼀个⼩⾯,且不能含有孤⽴的边或点;②⽬标⾯必须仅包含⼀个⼩⾯,且没有孤⽴的边或点;③若起始⾯包含两个及两个以上的⼩⾯,则这些⼩⾯间的⾓度应该接近180°;④每个连接⾯应由四条边组成,边之间的⾓度应接近90°;⑤每个连接⾯与起始⾯、⽬标⾯之间的⾓度应接近90°;⑥如果旋转体区域与旋转轴相交,就不能使⽤扫略⽹格划分技术;⑦如果被划分区域的⼀条或多条边位于旋转轴上,ABAQUS/CAE不能⽤六⾯体或楔形单元对该区域进⾏扫略⽹格划分,⽽必须选择Hex-dominated形状的单元;⑧当扫略路径是⼀条封闭的样条曲线时,该样条曲线必须被分割为两段或更多。

总结(1 )对于不能采⽤结构化技术(Structured)和扫略技术(Sweep )进⾏⽹格划分的复杂结构,⽤户可以运⽤Partition ⼯具将其分割成形状较为简单的区域,并对这些区域进⾏结构化或扫略⽹格划分。

如果模型不容易分割或分割过程过于繁杂,⽤户可以选⽤⾃由⽹格划分技术(Free )。

总结Abaqus操作技巧总结(个人)教学教材

总结Abaqus操作技巧总结(个人)教学教材

总结A b a q u s操作技巧总结(个人)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--part5、想导入几何模型?part步,file,import--part6、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——OK11、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hydrostaticload --> Pressure, 把默认的uniform 改为hydrostatic。

ABAQUS简支梁分析报告(梁单元和实体单元)

ABAQUS简支梁分析报告(梁单元和实体单元)

基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析(梁单元和实体单元)对于简支梁,基于 ABAQUS2016,首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力,变形,剪力和力矩;对同一模型,并用实体单元进行了相应的分析。

另外,还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。

对于CAE仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作,不过在后面上传了对应的cae,odb,inp文件。

不过要注意的是本文采用的是ABAQUS2016进行计算,低版本可能打不开,可以自己提交inp文件自己计算即可。

可以到小木虫搜索:“基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件下载。

对于一简支梁,其结构简图如下所示,梁的一段受固支,一段受简支,在梁的两端受集中载荷,梁的大直径D=180mm,小直径d=150mm,a=200mm,b=300mm,l=1600mm,F=300000N。

现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受力情况,变形情况,以及分析其剪力和弯矩等。

材料采用45#钢,弹性模量E=2.1e6MPa,泊松比v=0.28。

图1 简支梁结构简图1.梁单元分析ABAQUS2016中对应的文件为beam-shaft.cae ,beam-shaft.odb,beam-shaft.inp。

在建立梁part的时候,采用三维线性实体,按照图1所示尺寸建立,然后在台阶及支撑梁处进行分割,结果如图2所示。

图2 建立part并分割接下来为梁结构分配材料,创建材料,定义弹性模量和泊松比,创建梁截面形状,如图3,非别定义两个圆,圆的直接分别为180和150mm。

然后创建两个截面,截面选择梁截面,再选择图2中的所有梁,定义梁的方向矢量为(0,0,-1)(点击图3中的n2,n1,t那个图标即可创建梁的方向矢量),最后把创建好的梁赋给梁结构。

图3 创建梁截面形状接下来装配实体,再创建分析步,在创建分析步的时候,点击主菜单栏的Output,编辑Edit Field Output Request,在SF前面打钩,这样就可以在结果后处理中输出截面剪力和力矩,如图4所示。

abaqus技巧

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三维结构的结构化网格划分structure 对于三维结构,只有模型区域满足以下条件,才能被划分为结构化网格:①没有孔洞、孤立的面、孤立的边、孤立的点;②面和边上的弧度值应该小于90°;③三维区域内的所有面必须要保证可以运用二维结构化网格划分方法;④保证区域内的每个顶点属于三条边;⑤必须保证至少有四个面(如果包含虚拟拓扑,必须仅包含六条边);⑥各面之间要尽可能地接近90°,如果面之间的角大于150°,就应该对它进行分割;⑦若三维区域不是立方体,每个面只能包含一个小面,若三维区域是立方体,每个面可以包含一些小面,但每个小面仅有四条边,且面被划分为规则的网格形状。

三维结构的扫略网格划分Sweep (扫略网格划分技术)对于三维结构,只有模型区域满足以下条件,才能被划分为扫略网格:①连接起始面和目标面的的每个面(称为连接面)只能包含一个小面,且不能含有孤立的边或点;②目标面必须仅包含一个小面,且没有孤立的边或点;③若起始面包含两个及两个以上的小面,则这些小面间的角度应该接近180°;④每个连接面应由四条边组成,边之间的角度应接近90°;⑤每个连接面与起始面、目标面之间的角度应接近90°;⑥如果旋转体区域与旋转轴相交,就不能使用扫略网格划分技术;⑦如果被划分区域的一条或多条边位于旋转轴上,ABAQUS/CAE不能用六面体或楔形单元对该区域进行扫略网格划分,而必须选择Hex—dominated形状的单元;⑧当扫略路径是一条封闭的样条曲线时,该样条曲线必须被分割为两段或更多。

总结(1 )对于不能采用结构化技术(Structured)和扫略技术(Sweep )进行网格划分的复杂结构,用户可以运用Partition 工具将其分割成形状较为简单的区域,并对这些区域进行结构化或扫略网格划分.如果模型不容易分割或分割过程过于繁杂,用户可以选用自由网格划分技术(Free )。

ABAQUS有限元分析方法

ABAQUS有限元分析方法

ABAQUS有限元分析方法有限元分析是一种将连续问题离散化成有限数量的元素,通过求解这些离散化的元素的行为,来推断整个问题的行为的数值分析方法。

ABAQUS就是一种基于有限元方法的求解器,它使用了计算机模拟技术,可以求解各种工程问题,如结构力学、热力学、流体力学等。

建模是有限元分析的第一步,ABAQUS提供了多种建模技术和工具来帮助用户创建复杂的几何模型。

用户可以使用ABAQUS提供的几何建模工具来创建三维模型,也可以导入其他计算机辅助设计(CAD)软件生成的模型。

在建模过程中,用户还可以定义材料属性、加载条件和约束等。

一旦建立了几何模型,用户就可以定义有限元网格。

有限元网格是将模型离散化为有限数量的单元的过程。

ABAQUS提供了多种类型的单元,如线性和非线性、静力学和动力学等。

用户可以根据具体的问题选择适当的单元类型。

通常,使用更精细的网格可以提高解的精度,但也会增加计算时间和内存需求。

在模型离散化后,用户需要定义材料特性和加载条件。

ABAQUS支持多种材料模型,如线性弹性、非线性材料、塑性材料等。

用户可以根据材料的真实性质选择适当的材料模型,并提供相关参数。

加载条件是指施加到模型上的外部载荷或约束。

用户可以定义各种加载条件,如受力、温度、位移约束等。

建立好模型后,用户需要选择适当的求解方法。

ABAQUS提供了多种求解方法,如直接方法、迭代方法、稳定方法等。

用户可以根据问题的特点选择适合的求解方法,并提供求解的控制参数。

完成求解后,用户可以对结果进行后处理。

ABAQUS提供了丰富的后处理工具,可以可视化模型的应力、应变、位移等结果。

用户可以进一步分析和评估模型的响应。

在使用ABAQUS进行有限元分析时,一些常见的技巧和注意事项包括:-使用合适的网格:细化网格可以提高解的精度,但需要更多的计算资源。

-使用合适的材料模型:根据材料的真实性质选择适当的材料模型,并提供正确的参数。

-检查模型:在求解之前,检查模型的几何和网格是否正确,以及加载条件是否合理。

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。

ABAQUS总结(参照材料)

ABAQUS总结(参照材料)1.在Help中搜索关键词时,用引号括起来表示把这些词当做整体搜索;不用引号,这些词将被分别搜索。

2.点击要删除的线时,按住Shift可以选择多条线同时操作。

要取消对某条线的选择,可以按住Ctrl再点击此线。

3.完成操作时,可以点击Done,或直接点击鼠标中键。

4.平面应力、平面应变问题的截面属性为Solid(实心体),不是Shell(壳)。

5.ABAQUS/CAE不把材料特性直接赋予单元或实体,而是先在Section(截面属性)中定义材料特性,再Assign Section(赋予截面属性),点取截面分别赋予。

6.Load(荷载类型)中的Pressure指单位面积上的力,压力为正,拉力为负。

7.Load里的BC指的是Boundary Condition(边界条件)。

8.遇到傻×死板的Assign Element Type时,调整显示器显示为纵向。

9.对话框底部经常出现Cancel和Dismiss,它们都是关闭当前对话框,区别在于:Dismiss出现在包含只读数据的对话框中;Cancel出现在允许修改的对话框中,但此时点Cancel表示不作修改而退出。

10.一个ABAQUS/CAE主窗口只能显示一个模型数据库。

如果想同时显示多个模型数据库,可以同时启动多个主窗口。

11.i nstance——实体。

所谓实体,是part在Assembly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part(部件)上,interaction(相互作用)、BCs(边界条件)Load(荷载)定义在instance(实体)上;mesh(网格)可以定义在部件或实体上。

12.A BAQUS中,Section指截面属性,包含广义的部件特性,而不是平时的梁板截面形状。

在ABAQUS中,梁板截面形状称为Profile。

13.S tep:默认的time period(分析步时间)是1,Nlgeom (几何非线性)是Off,如果模型中存在大的位移或转动,应设置Nlgeom为On。

(完整word版)abaqus单元属性大总结

CAABSF 同上
DQUAD4 无
Tetra4
CTETRA—Four-sided
Solid Element with
four or ten grid points
Defines the connections of the CTETRA element
定义了CTETRA单元的连接
DTETRA4 无
Pyramid5
CPYRA_
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/Standard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ABAQUS/Explicit 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ABAQUS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常用技巧总结

Abaqus常用技巧总结本手册是由simwe等论坛上精华帖以及本人下载的其他资料整理,由于很多资料搜集已经很久,而且时间有限,都没有注明原作者,也没有最资料进行分类整理,见谅。

如需要,请PM给我。

Shelly31Python.tzy@2007.8.1建议阅读方式:目录ABAQUS常用技巧总结 (1)目录 (2)1.对TIME INCREMENT的根本理解 (4)2.ABAQUS 请问MOMENT的加载 (4)3.ABAQUS计算时C盘的临时文件太大了,怎么改目录? (5)4.CAE中如何加预应力 (5)5.HYPERMESH里面看到ABAQUS分析的结果 (5)6.X-Y PLOTS (5)7.把上一次的分析结果作为下一次分析的初始条件该怎么做 (6)8.材料方向与增量步 (7)9.多个INP文件如何实现批处理 (7)10.关于ABAQUS的任务管理 (8)11.关于数据的输入输出 (9)12.后处理积分 (10)13.接触分析激活杀死 (10)14.利用QUEUE的功能由本地机器向远程UNIX机器提交ABAQUS作业的方法[精华] (10)15.利用命令进行计算时如何设置调用内存量 (13)16.清华大学BBS的ABAQUS精华 (13)17.请问怎么实现双曲线 (36)18.取消坐标系等的显示 (37)19.如何在计算中修改材料特性 (37)20.输出计算过程中的总质量和总刚度矩阵 (40)21.先张预应力: (40)22.用户子程序的使用 (41)23.怎样设定用双CPU机器进行ABAQUS计算 (41)24.中途停止正在运算的JOB (42)25.自适应网格技术 (42)26.ABAQUS计算与内存 (42)27.质量缩放 (43)28.ABAQUS多处理器进行并行计算的效果研究 (54)29.YAHOO讨论组摘录--CONTACT+OVERCLOSURE (55)30.原创:无限元建立方法,希望得到加分 (70)31.[分享]ABAQUS 使用问答 (76)32.[转帖]ABAQUS6.4导入外来模型的几点小经验! (87)33.ABAQUS的多图层绘图 (88)34.子结构 (89)35.如何在不同的分析步改变材料的参数 (89)36.模型的重启动分析-RESTART (91)37. ABAQUS的单位心得 (92)1.对time increment的根本理解abaqus的step里有maximum number of increment、initial increment、minimum increment 、maximum increment四个量许多网友不知怎样设置合理,合理设置是建立在深刻理解基础上的。

abaqus技巧窍门

abaqus技巧窍门三维结构的结构化⽹格划分structure 对于三维结构,只有模型区域满⾜以下条件,才能被划分为结构化⽹格:①没有孔洞、孤⽴的⾯、孤⽴的边、孤⽴的点;②⾯和边上的弧度值应该⼩于90°;③三维区域内的所有⾯必须要保证可以运⽤⼆维结构化⽹格划分⽅法;④保证区域内的每个顶点属于三条边;⑤必须保证⾄少有四个⾯(如果包含虚拟拓扑,必须仅包含六条边);⑥各⾯之间要尽可能地接近90°,如果⾯之间的⾓⼤于150°,就应该对它进⾏分割;⑦若三维区域不是⽴⽅体,每个⾯只能包含⼀个⼩⾯,若三维区域是⽴⽅体,每个⾯可以包含⼀些⼩⾯,但每个⼩⾯仅有四条边,且⾯被划分为规则的⽹格形状。

三维结构的扫略⽹格划分Sweep (扫略⽹格划分技术)对于三维结构,只有模型区域满⾜以下条件,才能被划分为扫略⽹格:①连接起始⾯和⽬标⾯的的每个⾯(称为连接⾯)只能包含⼀个⼩⾯,且不能含有孤⽴的边或点;②⽬标⾯必须仅包含⼀个⼩⾯,且没有孤⽴的边或点;③若起始⾯包含两个及两个以上的⼩⾯,则这些⼩⾯间的⾓度应该接近180°;④每个连接⾯应由四条边组成,边之间的⾓度应接近90°;⑤每个连接⾯与起始⾯、⽬标⾯之间的⾓度应接近90°;⑥如果旋转体区域与旋转轴相交,就不能使⽤扫略⽹格划分技术;⑦如果被划分区域的⼀条或多条边位于旋转轴上,ABAQUS/CAE不能⽤六⾯体或楔形单元对该区域进⾏扫略⽹格划分,⽽必须选择Hex-dominated形状的单元;⑧当扫略路径是⼀条封闭的样条曲线时,该样条曲线必须被分割为两段或更多。

总结(1 )对于不能采⽤结构化技术(Structured)和扫略技术(Sweep )进⾏⽹格划分的复杂结构,⽤户可以运⽤Partition ⼯具将其分割成形状较为简单的区域,并对这些区域进⾏结构化或扫略⽹格划分。

如果模型不容易分割或分割过程过于繁杂,⽤户可以选⽤⾃由⽹格划分技术(Free )。

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abaqus单元小结[zz]默认分类2009-04-28 20:37 阅读53 评论0 字号:大大中中小小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ABAQUS包含一个广泛的材料库,可模拟各种工程材料的性质。

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