指定單元類型
關(guān)注創(chuàng)建者：liu24 創(chuàng)建時(shí)間：2020-02-17
指定單元類型的視頻教程
workbench中單元類型查看+solid186與solid185切換+兩種單元網(wǎng)格尺寸敏感度比較
本段視頻主要講解內(nèi)容： 1、workbench中如何查看單元類型 2、workbench中常用實(shí)體單元solid185與solid186單元區(qū)別 3、兩種單元類型如何切換 4、兩種單元的網(wǎng)格尺寸敏感度對(duì)比
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指定單元類型的實(shí)例教程
Workbench如何查看單元類型和修改單元類型
Workbench這個(gè)平臺(tái)功能確實(shí)很強(qiáng)大，但是對(duì)有限元分析問(wèn)題的思維卻丟了很多，與傳統(tǒng)的ANSYS經(jīng)典相比。似乎過(guò)分追求界面的易用性，就像是單反相機(jī)往傻瓜相機(jī)的方向發(fā)展似的。
學(xué)習(xí)有限元的時(shí)候，靠在比較前面的一步就是離散化，而離散化與單元類型關(guān)系緊密，workbench則直接省略了單元這一塊，根本讓人感覺不到單元的存在，如果不是有特殊要求的話。本次針對(duì)Workbench的單元作相關(guān)說(shuō)明。
1.查看單元類型
Workbench有默認(rèn)的單元類型和材料類型，材料類型先不說(shuō)，單元類型實(shí)體默認(rèn)的是Solid186（3D20N），劃分完之后在Model界面無(wú)法直接看到單元類型，需要在workbench的主界面進(jìn)行相關(guān)操作，如圖1所示，在Component Systems 下面的Finite Element Modeler，拖曳一個(gè)并與Model連接，之后進(jìn)入Finite Element Modeler。
圖1
圖2
進(jìn)入后可以看到一份單元和網(wǎng)格的詳細(xì)信息，包括單元數(shù)目節(jié)點(diǎn)數(shù)目單元類型等等，但是圖2中注意到，對(duì)應(yīng)與Mechanical APDL 的單元類型居然是Mesh200，而對(duì)應(yīng)于ABAQUS的單元類型是C3D20（三維20節(jié)點(diǎn)），根據(jù)ABAQUS的單元類型可以知道該單元確實(shí)是SOLID186，但是顯示的是Mesh200。
Mesh200是一個(gè)特殊單元類型，實(shí)際不參與任何計(jì)算，可以當(dāng)做沒(méi)有屬性的單元。由此可知，劃分完只會(huì)顯示Mesh單元，實(shí)際提交運(yùn)算時(shí)才根據(jù)Solid186進(jìn)行計(jì)算。
2.修改單元類型
當(dāng)需要修改單元類型時(shí)，如果是將二次單元修改為依次單元，比如186單元修改為185單元，那么可以直接在Model界面修改。
展開 通過(guò)對(duì)比兩次計(jì)算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
1）全部使用Solid單元進(jìn)行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來(lái)進(jìn)行分析，
計(jì)算結(jié)果幾乎完全一致；（整體應(yīng)力最大數(shù)值的大小和位置，使用solid單元計(jì)算存在應(yīng)力奇異，不進(jìn)行比較）。
2）使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進(jìn)行建模相比，節(jié)點(diǎn)數(shù)量大大減少，
顯著
降低了計(jì)算量。
三、連接原理。
詳見上篇文章
《ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接》。
至此，本文完結(jié)。
歡迎大家點(diǎn)擊在看和轉(zhuǎn)發(fā)支持！掃描二維碼關(guān)注公眾號(hào)，一起聊聊力學(xué)和有限元那點(diǎn)兒事。
展開 如何在整個(gè)模型中顯示指定單元，如1號(hào)單元，最好是一眼就能看出來(lái)的，比如顏色不同。
前面文章主要講解了2d梁單元與2d實(shí)體單元的剛接問(wèn)題，今日主要講解3d梁單元與殼單元的剛接問(wèn)題。前面文章有講，梁單元除ROtZ外與殼單元有5個(gè)自由度物理意義相同，因而，當(dāng)需要考慮梁單元與殼單元的剛接問(wèn)題時(shí)，只需考慮該自由度與殼單元其他自由度的約束方程。具體處理方式可根據(jù)實(shí)際情況采用不同的處理方法。
3d梁單元與殼單元剛性連接按照位置關(guān)系的不同，可分為三類：
1）梁單元以一定角度與殼單元相交。
2）梁單元包含在殼單元內(nèi)。
3）梁單元在殼面但不包含的情況。
下面對(duì)這三類情況分別進(jìn)行闡述。
一、梁單元以一定角度與殼單元相交
該類情況示意圖如下：
此種方式可以通過(guò)梁單元自由度ROTZ與殼單元其他自由度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，建立約束方程，命令流為CE。很多教材上面都有梁單元垂直穿過(guò)殼單元的經(jīng)典案例，例如一個(gè)典型的采用CE建立約束方程的命令流如下：
CE,1,0,142,ux,1,23,ux,-1,2,rotz,ny(142)-ny(58)
CE,2,0,92,uy,1,30,uy,-1,2,rotz,-(nx(92)-nx(30))
此種處理方式水哥個(gè)人不推薦，一則建立數(shù)學(xué)關(guān)系太煩，二則在一個(gè)工程中，如果此類情況較多，工作量實(shí)在太大，所以一般這類情況我們是通過(guò)建立剛性區(qū)域解決，這種方式會(huì)自動(dòng)生成約束方程，雖不如之間建立約束方程合理，但能大大減少工作量。
關(guān)于剛性區(qū)域的討論，下期文章講解。
二、梁單元包含在殼面內(nèi)的情況
此種情況應(yīng)該是工程中最多的情況，典型情況便是我們經(jīng)常所見樓板與梁的連接。
展開 下面是有關(guān)ANSYS分析中的單元選擇方法：
一、單元類型選擇概述：
ANSYS的單元庫(kù)提供了100多種單元類型，單元類型選擇的工作就是將單元的選擇范圍縮小到少數(shù)幾個(gè)單元上；
單元類型選擇方法：
1.設(shè)定物理場(chǎng)過(guò)濾菜單，將單元全集縮小到該物理場(chǎng)涉及的單元；
二、單元類型選擇方法
2.根據(jù)模型的幾何形狀選定單元的大類，如線性結(jié)構(gòu)則只能用“Plane、Shell”這種單元去模擬；
3.根據(jù)模型結(jié)構(gòu)的空間維數(shù)細(xì)化單元的類別，如確定為“Beam”單元大類之后，在對(duì)話框的右欄中，有2D和3D的單元分類，則根據(jù)結(jié)構(gòu)的維數(shù)繼續(xù)縮小單元類型選擇的范圍；
三、單元類型選擇方法
4.確定單元的大類之后，又是也可以根據(jù)單元的階次來(lái)細(xì)分單元的小類，如確定為“Solid-Quad”，此時(shí)有四種單元類型：Quad 4node 42 Quad4node 183 Quad 8node 82 Quad 8node 183 前兩組即為低階單元，后兩組為高階單元；
四、單元類型選擇方法
5.根據(jù)單元的形狀細(xì)分單元的小類，如對(duì)三維實(shí)體，此時(shí)則可以根據(jù)單元形狀是“六面體”還是“四面體”，確定單元類型為“Brick”還是“Tet”；
五、單元類型選擇方法
6.根據(jù)分析問(wèn)題的性質(zhì)選擇單元類型，如確定為2D的Beam單元后，此時(shí)有三種單元類型可供選擇，如下：2D elastic 3 2Dplastic 23 2D tapered 54，根據(jù)分析問(wèn)題是彈性還是塑性確定為“Beam3”或“Beam4”，若是變截面的非對(duì)稱的問(wèn)題則用“Beam54”。
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ABAQUS喵星人教你看懂不同類型單元的應(yīng)力方向4個(gè)月前
<p><span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.9);">應(yīng)力為典型的張量，具有明顯的坐標(biāo)相關(guān)性，大家常用查看單元應(yīng)力方向的方法為直接通過(guò)整體坐標(biāo)系判斷XYZ方向，但這種方法僅適用于實(shí)體單元，對(duì)于其他類型單元（例如殼單元、Beam單元、Truss單元、Cohesive單元等）或特殊坐標(biāo)系下的實(shí)體單元?jiǎng)t不再適用，若仍然采用整體坐標(biāo)系判定方向則會(huì)限制對(duì)后處理結(jié)果的解讀。今天喵星人就通過(guò)一個(gè)教程帶大家學(xué)習(xí)不同類型單元的應(yīng)力方向應(yīng)該如何看
ABAQUS用戶手冊(cè)及關(guān)鍵詞參考指南：初學(xué)者必備6件套
1材料卷
2單元卷
3分析卷
4指定條件、約束與相互作用卷
5介紹，空間建模，執(zhí)行與輸出
6工具包
7Abaqus關(guān)鍵詞參考指南
在 ANSYS 中查詢單元類型有多種方法，下面將針對(duì)經(jīng)典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開介紹。
經(jīng)典 APDL 界面
1. 使用命令查詢
在 APDL 的命令輸入窗口輸入特定命令即可查詢單元類型。
查詢所有單元信息：使用ELIST命令能列出所有單元的詳細(xì)信息，其中包含單元類型。輸入命令后按回車鍵，程序會(huì)在輸出窗口顯示單元的編號(hào)、
有限元分析通過(guò)將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分解為許多小的單元（即網(wǎng)格），然后通過(guò)對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和分析，來(lái)模擬實(shí)際系統(tǒng)的行為。
1. 殼單元
殼單元是一種用于分析薄壁結(jié)構(gòu)的二維網(wǎng)格類型。這些結(jié)構(gòu)可能包括板、殼等。
殼單元通過(guò)將結(jié)構(gòu)分割成許多小的三角形或四邊形單元來(lái)建模。
在殼單元中，每個(gè)單元代表了結(jié)構(gòu)的一個(gè)小區(qū)域，其具有自己的厚度和受力特性。
殼單元的數(shù)學(xué)原理基于薄壁結(jié)構(gòu)的理論，其中厚度方向的變形通常被忽略
通常在制備過(guò)程中，復(fù)合材料中存在一些孔隙、氣泡等。為了表征這些因素對(duì)材料性能的影響，因此開發(fā)了一套PYTHON腳本，將劃分好網(wǎng)格的單元進(jìn)行刪除。在模型中，認(rèn)為這些刪除的單元是體系中的孔隙以及氣泡。
代碼1.全局均勻施加孔隙效果圖
代碼2.全局隨機(jī)施加孔隙效果圖
代碼3.設(shè)置SET集合，在SET集合中抽取孔隙，例如細(xì)觀織物基體中施加孔隙，或者在纖維束中施加孔隙
三種代碼如下
本次分享主要內(nèi)容：介紹如何查看單元類型及單元類型的修改。
有思考過(guò)在有限元仿真世界里為什么存在那么多種類的單元嗎？單元的最基本意義是什么呢？……單元之于有限元仿真是最基礎(chǔ)的存在，沒(méi)有單元的存在便也無(wú)法實(shí)現(xiàn)有限元仿真，就像細(xì)胞之于生物一樣。
用對(duì)單元類型才能幫助我們更準(zhǔn)確的進(jìn)行仿真計(jì)算，尤其是在HM中，它是前處理軟件，在打開軟件時(shí)總會(huì)有一個(gè)界面讓我們選擇對(duì)應(yīng)的求解器，每個(gè)求解器都有自己的單元庫(kù)
指定單元類型et,2,infin110KEYOPT,1,3,1 ! 指定分析類型為軸對(duì)稱KEYOPT,1,7,1 ! 精簡(jiǎn)拐角的力MP,MURX,1,1 ! 定義空氣的材料特性MP,MURX,2,2000 ! 定義鐵的材料特性MP,MURX,3,1 !
1.單元表征 單元族：?jiǎn)卧掷镩_始的字母標(biāo)志著這種單元屬于哪一個(gè)單元族。 殼單元（S）； 實(shí)體單元（C）； 梁?jiǎn)卧˙）； 桁架單元（T）； 剛體單元（R）。 2.殼單元(S) 殼單元：可以模擬有一維尺寸（厚度）遠(yuǎn)小于另外兩維尺寸，且垂直于厚度方向的應(yīng)力可以忽略的結(jié)構(gòu)。 一般殼單元：S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。對(duì)于薄殼和厚殼問(wèn)題的應(yīng)用均有效，且考慮了有限薄膜應(yīng)變； 薄殼單元：STRI3
【abaqus】個(gè)人筆記—單元類型選擇&mesh注意事項(xiàng)
LS-DYNA 共提供 12 種類型的 Beam單元，
通過(guò)卡片*section beam 中的 ELFORM 進(jìn)行選擇。
我們常用的有 ELFORM=1、2、3、6、9五種類型的 Beam。
1.ELFORM=1， Hughes-Liu integrated beam，積分梁：
用來(lái)模擬考慮應(yīng)力結(jié)果的良，如汽車底鹽中的長(zhǎng)螺栓。
在梁的中部 （N1、N2兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)位置），計(jì)算截面應(yīng)力
