網格單元的出現源于離散化求解，離散化把連續求解域離散為若干有限的子區域，分別求解各個子區域的物理變量，各個子區域相鄰連續與協調，從而達到整個變量場的協調與連續。每個子域內通過數學物理公式描述，單個這樣的子域就稱為單元。

       有限元方法不僅應用于力場分析，還可以應用到溫度場、磁場、滲流場等分析領域，對于不同類型場的基本物理定律也是不一樣的，因此就需要用到不同的單元類型，如果需要考慮多場分析，就需要單元同時考慮所需場、以及場之間的耦合關系，也就出現了耦合單元；耦合分析雖然能獲得更準確的計算結果，但計算成本會增大，因此我們需要根據分析的問題來簡化問題，選擇合適的單元類型。

      在選單元之前，我們先了解一下ABAQUS 單元編號法則，而了解單元編號法則就不得不提ABAQUS中單元具備的五個基本要素，分別是：

     1）單元族群，如下圖所示為力學分析中常用的單元族群，這些族群的主要區別在于幾何特征的差異，適合于研究不同的結構類型，選擇合適的族群可以在不降低計算精度條件下，減少計算量，比如：一座高樓大廈如果全用實體單元建模，可能需要千萬甚至上億個實體單元，但如果將大廈的梁柱簡化為梁單元，墻和樓板簡化為殼單元模擬，單元數量將急劇減少。

       單元編號法則1：它們的首字母或前幾位字符通常會作為單元編號的起始字符。比如：‘C3D8’中首

字母‘C’為Continuum elements 的首字母。

2）自由度，是分析過程中計算的基本變量，比如力學分析中的自由度是節點的平移和旋轉自由度；傳熱分析中需要考慮的自由度是節點溫度；滲流分析則是孔隙壓力自由度……

單元編號法則2：單元自由度通常由單元族群和尾部字符確定，比如尾部字符包含T，則表示包含溫度自由度，包含P，則表示包含孔壓自由度。

3）節點數，自由度僅在節點位置上計算，而其他位置上的數值則通過內部公式插值獲得，而插值方法由單元節點數確定，比如8 節點六面體單元，采用線性插值方式，稱為一階單元；而20 節點六面體單元，也就是在每條單元邊中間增加一個節點，采用二次方程插值，因此被稱為二階單元。

單元編號法則3：節點數量會在單元編號中直接體現，比如C3D8 中的‘8’表示8 節點；而其中的‘3’或‘2’后面跟著D 字符，則需要和‘3D’/‘2D’一起辨識為三維/二維單元。

4）單元架構，自由度和節點就像是零件，要把這些零件有機的組合起來，就需要裝配說明，而單元架構就是這樣的一套裝配說明，裝配好之后才能稱為單元。比如對于拉格朗日架構的單元，材料是跟隨單元同步移動；而歐拉架構的單元，材料則可以在單元中流動。

       其次，為了滿足一些特殊的計算需求，會對一些基本構架進行修改，比如殼體單元分薄殼和厚殼，主要區別是否考慮殼體法向應力分量。

      另外，不同自由度之間的耦合也是需要特殊的架構去描述。

5）積分點，其作用是為了簡化域內非均勻場的積分過程，而抽象出來的點，在計算過程中我們僅獲得積分點位置的材料響應，比如應力、應變等。所以在離散化過程中，積分點越多，單元內應力、應變的描述會更加準確些，但并不是越多越好。

      積分點位置根據單元形狀以及高斯正交法則進行確定，如果不確定，可以查下幫助文檔分析手冊Elements 章節中有詳細介紹，下面為平面實體單元的積分點分布情況。三節點單元和四節點減縮積分單元均只有一個積分點，因此查詢單元應力時，只有一個應力數值；其它單元類型均有N 個積分點，也就會獲得N 個單元數值。

• 為了方便ABAQUS 的初學者，下面對ABAQUS單元類型選型規則匯總為如下表格

ABAQUS單元類型和選擇規則.png