solid186
關注創建者：CAE攻城獅 創建時間：2019-03-28
solid186的視頻教程
workbench中單元類型查看+solid186與solid185切換+兩種單元網格尺寸敏感度比較
本段視頻主要講解內容： 1、workbench中如何查看單元類型 2、workbench中常用實體單元solid185與solid186單元區別 3、兩種單元類型如何切換 4、兩種單元的網格尺寸敏感度對比
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solid186的實例教程
3三維模型（SOLID186）
圓盤和軸采用單一的SOLID186單元模擬，同樣采用7個載荷步求解，轉速從0~6000r/min以1000r/min為載荷步增量，提取模態數為6，計算模型如下圖所示。
劃分網格添加簡支約束
在X軸的方向添加轉速
求解得到坎貝爾圖及臨界轉速。
4結果對比
剛性支撐時分別用BEAM188和SOLID186單元建模的臨界轉速結果如下
臨界轉速（r/min）
BEM188
SOLID186
1
1268.3
1237.3
2
1352.9
1318.3
3
3432.0
3372.1
4
4542.2
4364.2
5
5126.9
4903.0
6
5448.2
5358.5
因考慮陀螺效應（回轉效應）的單元算法不同、邊界條件難以完全一致、坎貝爾圖采用圖解算法確定臨界轉速等原因，采用BEAM188和SOLID186單元建模得到的計算結果必然存在一定的誤差，但是從振型上看，計算結果是基本一致的。
展開 ===============
結果對比：
一、等效應力場
Plane42單元等效應力場
Plane182單元等效應力場
二、Y方向位移場
Plane42單元Y方向位移場
Plane182單元Y方向位移場
三、襯砌彎矩
Plane42單元襯砌彎矩
Plane182單元襯砌彎矩
通過對比可發現，兩者計算結果誤差較小，說明上述參數等效方法能較好的實現EDP材料模型參數的輸入，故而同學們在做類似巖土類模擬時可選擇如下方法進行：
一、采用低級單元Plane42、Solid45，材料模型采用經典DP模型；
二、采用高級單元Plane182、Solid185，材料模型采用EDP模型，模型參數可按本文所述方法進行計算
下載地址：solid186與solid185單元結果對比
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轉子構造和幾何尺寸
2結果分析
采用Solid272單元模擬得到前4階振型及坎貝爾圖如下：
采用Solid186單元模擬得到前4階振型及坎貝爾圖如下：
對比上述的渦動頻率及振型可知，Solid272與Solid186結果是一致的，兩者得到的臨界轉速分別如下：
臨界轉速/rpm
Mode-1
Mode-2
Mode-3
Mode-4
Mode-5
Solid272單元
0
14572
17134
46165
50103
Solid186單元
0
14620
17215
46181
50200
將圓盤厚度以及軸承剛度參數化，設置目標函數為一階正進動臨界轉速值Seek Target=17000，得到圓盤厚度、軸承剛度與臨界轉速的關系圖如下：
通過優化設計分析可知，當圓盤厚度取65.64mm，軸承剛度為47936N/mm時，該轉子模型的一階正進動臨界轉速為17000rpm。
展開 半
圓形裂紋和裂紋前沿的圓環用SOLID186網格掃描生成。
具有彎曲表面缺陷的X型連接管
分析一個管狀接頭處的半橢圓彎曲表面缺陷，以在裂紋前沿得到混合模式的SIFs（KI，KII和KIII）。
問題包含兩個管件由焊點焊接在一起，兩個管件的外徑分別為323.85mm（D1）和219.08mm（D2），厚度分別為15.88mm（t1）和8.18mm（t2）。半橢圓裂紋位于平行于較重管道徑向的平面上。
圍繞裂紋前沿創建一個圓環，以控制裂紋前沿的網格。在焊趾處的半橢圓形表面裂紋沿焊接接頭彎曲，并垂直于外部直徑為323.85mm的管道的厚度方向。
焊點部分的彎曲裂紋通過一個旋轉的外直徑為323.85mm的管道和一個在焊接點處垂直于相同管道內表面的擠出圓相貫得到，如圖：
建模
對于3D模型，推薦的裂紋前沿的單元類型為SOLID186，20節點六面體單元。
矩形塊和X型連接管模型由SOLID187單元（除了裂紋尖端附近區域）劃分網格：
裂紋尖端附近區域由SOLID186單元劃分網格：
由于X型連接管具有兩個對稱平面，只建模四分之一模型：
如果裂紋面在整體坐標系中不垂直于任何組分，應該建立一個局部坐標系，該坐標系的一個組分垂直于裂紋面。舉個例子，在X型連接模型中，建立了一個圓柱局部坐標系，它的一個分量垂直于裂紋面，如下圖：
在X型連接點模型中，在厚度方向上的彎曲裂紋垂直于直徑為323.85mm的管的內表面。在裂紋尖端建立了一個圓環以便得到好的掃描網格，一個共面將圓環和剩余體積在界面處分開。
在3D模型中，破裂在裂紋尖端有兩個共邊緣的面，在圓環處也是。使用兩個圓環面來在裂紋尖端附近創建一個凈掃描網格，一個面定義為源面，另一個面定義為目標面。
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命令流：
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mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
block,0,0.01,0,0.01,0,0.1
lesize,1,,,3
lesize,2,,,3
lesize
原因在于網格的2d與3d，我一般畫體網格時總直接將面網格automesh直接用2d的drag變為體網格，看著也確實如此，但是問題就在這里，我們知道對于solid186是3d，20節點的網格，這里用2d的drag生成的節點數目是遠遠達不到要求的，也就是這里的報錯原因。
需要注意的是，對應于 Mechanical APDL 的單元類型可能顯示為 Mesh200，而對應于 ABAQUS 的單元類型會顯示正確的類型，如 C3D20（對應 SOLID186） 。Mesh200 是特殊單元類型，實際不參與計算，可當作無屬性單元，實際提交運算時會根據正確的單元類型進行計算。
2.
c The procedure is created for SOLID186 element with Keyopt(2)=0.
c SOLID186 have a 8 integration points.
本文小結:
1、 Mw或DPC+HSD模型，可以說是官方首推的方法，workbench最適用的方法，其solid185和solid186(混凝土)和reinf單元（鋼筋）完美適合用（workbench 2020r2以后版本推出，鋼筋采用此單元，鋼筋與混凝土節點自動耦合），和《混規》GB50010的本構模型相比，DP模型區分了彈性段，強化段，軟化段，殘余應力段。
注意，ANSYS 的應力分析引擎將Soild-185 視為線性，將Solid-186視為高階元素。
當選擇輸出高階元素(Output as high order element)，Moldex3D FEA 會自動轉譯為該元素類型。
FEA 接口模塊選項
內部和外部土壤模型使用SOLID186二次實體單元。
通過CONTA174/TARGE170接觸對，在外部土壤和吸力樁裙部之間以及內部土壤和吸力樁樁裙部之間定義了非線性摩擦接觸區域。
吸力樁裙板的恒定殼厚定義為ts=20 mm，吸力樁頂部的有效殼厚為tT=180mm。
建模
NASA Rotor 67風扇葉片盤的單扇區模型在默認設置下用SOLID186單元劃分網格：
葉盤和葉片幾何結構分別劃分網格。葉片和葉盤之間形成接觸對。
接觸建模
為葉盤和風扇葉片之間的接觸定義了一個粘結的面-面接觸對（使用基于MPC的算法）：
接觸表面用CONTA174接觸單元劃分網格。目標表面用TARGE170目標單元劃分網格。
情況1：創建了五層實心螺旋線圈，并用SOLID186單元劃分網格；見下圖（a）。
情況2和情況3：創建螺旋線圈的線模型，并用BEAM189單元劃分網格；見下圖（b）。
建模管
管長3.45mm，外徑0.43mm，內徑0.36mm。
情況1和情況2：創建管的全三維模型，并用SOLID186單元進行網格劃分；見下圖（a）。
厚度方向網格均設置為一層網格，通過調控長度方向網格尺寸來保證不同數量網格要求，同時默認面內網格50x50，厚度方向1層為標準結果
求解器
為排除不同求解器基本單元之間的差異影響，本文同時使用Ansys，Abaqus，OptiStruct，Simulation四種求解器進行對比
其中Abaqus使用單元類型為C3D10，Ansys使用單元類型為Solid186
