非協調單元的案例
Abaqus非協調模式單元類型簡介
非協調模式單元（Incompatible modes），以字符I結尾，僅適用于線性四邊形和六面體單元。它把增強單元位移梯度的附加自由度引入線性單元，能克服線性完全積分中的剪切自鎖問題，具有較高的計算精度。
Abaqus中的非協調模式單元和MSC.NASTRAN中的4節點四面體和8節點六面體單元很相似，所以計算結果頁很一致。
非協調模式單元具有如下優點：
（1）克服了剪切自鎖問題，在單元扭曲比較小的情況下，得到的位移和應力結果很精確。
（2）在彎曲問題中，在厚度方向上只需很少的單元，就可以得到與二次單元相當的結果，而計算成本明顯降低。
（3）單元交界不會重疊或開洞，因此很容易擴展到非線性、有限應變的位移。
但是使用這種單元的時候需要注意，如果所關心的部位單元扭曲比較大，尤其出現交錯扭曲時分析精度會降低。
請注意非協調模式和減縮積分單元，兩個只能選擇其一，不能同時選擇。但是同時選擇雜交單元（hybrid）。
轉自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_b377d7f70102vew6.html
展開 小片實驗（檢驗非協調單元的收斂性） ￥19.89
實驗原理和目的</h1><p>在板殼問題中，由于一般的位移函數不容易滿足法向導數的連續性，所以構造完全協調單元很困難，因而針對板殼問題一般都使用非協調單元。本實驗就是通過小片實驗來驗證其收斂性。</p><p>小片實驗時Irons提出的，是非協調單元收斂的充分條件。小片實驗有兩種做法，一種是賦予單元小片各節點以常應變狀態相應的位移值，使滿足一定的平衡方程，則可認為通過實驗。第二種做法是當單元小片的邊界節點賦予和常應變相應的位移函數時，求解小片的平衡方程：</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202502/attachment/22bc24d29773428f996109927d156dcb.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/22bc24d29773428f996109927d156dcb.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/22bc24d29773428f996109927d156dcb.png?
展開 【JY】Abaqus“殼”單元概述與應用（三）——非線性擬協調固體連續殼單元CSS8
此外，工程中的復雜結構常涉及不規則網格劃分，擬協調元的網格適應性使其成為理想選擇。
非線性擬協調固體殼單元的應用
非線性擬協調固體殼單元憑借其高精度、高效率及良好的適應性，在多個工程領域和學術研究中展現出廣泛的應用前景，主要包括以下幾個方面：
（一）幾何非線性問題分析
大變形薄板殼結構
在薄板的大撓度彎曲、薄殼的失穩分析中，非線性擬協調固體殼單元能準確捕捉結構的幾何非線性響應。例如，對固支方板在均布載荷作用下的大變形分析（后期推文介紹，敬請期待！），單元通過共旋坐標法分離剛體運動與彈性變形，結合 von Karman 非線性板理論，可精確模擬載荷 - 位移曲線中的 “階躍” 現象。即使在粗網格（4×4×2）下，單元計算結果與解析解的誤差仍小于 5%，顯著優于傳統 C3D8R/Solid45 單元。
將擬協調單元CSS8與 ANSYS 的 Solsh190、ABAQUS 的 SC8R進行對比，從精度、效率、穩定性三方面評估優勢。例如，在 薄膜分析中，CSS8 單元在 2×2×2 網格下的位移誤差為 5.2%，優于 Solsh190 的 17.3%，SC8R的25%。
復雜曲面殼結構
對于含初始曲率的殼結構（如半球殼、圓柱殼），單元能有效避免曲率厚度鎖定，準確描述雙曲率變形。在頂部開孔半球殼的大變形分析中，八節點擬協調固體殼單元（CSS8）在 16×16×2 網格下的位移計算誤差僅為 3.2%，而傳統殼單元（如 Abaqus C3D8）誤差高達 15% 以上。
結構失穩與后屈曲分析
在淺殼結構的失穩分析中，單元結合弧長法可追蹤完整的后屈曲路徑，準確預測臨界載荷和失穩模式。
展開 ABAQUS中實體單元的應用
在標準單元列式中，變形梯度在單元中是常量，見圖4－9(b)所示，故標準單元列式必然導致與剪力鎖閉相關的非零剪切應力。變形梯度的增強完全是在單元內部的，并且與邊節點無關。與直接增強位移場的非協調模式的單元列式不同，在ABAQUS中所采用的列式不會導致圖4－10那樣的兩個單元交界處的重疊或裂隙，進而ABAQUS中的非協調單元列式很容易拓廣到非線性有限應變模擬以及某些難以采用增強位移場的場合。
圖4－9 位移梯度的變化 (a) 非協調單元（增強位移梯度）和 (b) 采用標準構造的一階單元
圖4－10 利用增強位移場而不是增強位移梯度所導致的非協調單元的可能運動非協調性。ABAQUS對非協調單元采用了增強位移梯度形式
在彎曲問題中，非協調元可得到與二次單元相當的結果，而計算費用卻明顯降低。但非協調元對單元扭曲很敏感。圖4－11表示用有意扭歪的非協調單元來模擬懸臂梁：一種情況是“平行”扭歪，另一種是“交錯”扭歪。
圖4－12畫出了懸臂梁模型的自由端位移相對于單元扭歪水平的曲線。圖中比較了三類平面應力單元：完全積分的線性單元、減縮積分的二次單元以及線性非協調單元。象所預見的那樣，完全積分的線性單元的結果較差。而減縮積分的二次單元則給出了很好的結果，直到單元扭歪得很嚴重時其結果才會惡化。
當非協調單元是矩形時，即使在懸臂的厚度方向只有一個單元，也能給出與理論值十分相近的結果。但是即使很小的交錯扭歪也使單元過于剛硬。平行扭歪也降低了單元的精度，但程度較小。
圖 4－11 非協調單元的扭歪網格
圖4－12 平行和交錯扭曲對非協調單元的影響
非協調單元之所以有用，是因為如果應用得當，則在很低花費時仍可得到較高的精度。
展開 
【JY】Abaqus 三維應力單元解析、選擇與應用指南
3.5 非協調模式單元
理論基礎：非協調模式單元在標準線性單元的基礎上引入了非協調位移模式，這些附加模式允許單元在不連續的情況下仍能保持協調性，從而克服了剪切自鎖問題。非協調模式單元通過增強變形梯度的方式，使單元交界處不會出現重疊或開洞問題，便于拓展到非線性、有限應變位移分析中。
適用場景：非協調模式單元適用于主要承受彎曲載荷的結構，特別是那些單元扭曲較小的區域。在彎曲問題中，厚度方向只需很少單元就能達到與二次單元相當的結果，但計算成本明顯降低。它們特別適合于模擬薄板、薄殼等以彎曲為主的結構。
優缺點分析：
優點：成功克服了剪切自鎖問題；在單元扭曲程度較小時，位移和應力結果精確；彎曲問題中厚度方向只需少量單元就能達到與二次單元相當的效果，大幅降低計算成本；能夠適應一定程度的單元扭曲。
缺點：若關注部位的單元扭曲程度大，尤其是出現交錯扭曲時，分析精度會下降；不適用于嚴重扭曲的網格；在某些情況下，特別是大變形分析中，可能需要更精細的網格劃分。
使用注意事項：
若在模型中采用非協調單元，應使網格扭曲減至最小，避免在扭曲嚴重的區域使用。
非協調單元在 Abaqus/Standard 中可用，但在 Abaqus/Explicit 中不可用，應根據求解器選擇合適的單元類型。
在彎曲問題中，非協調單元沿厚度方向只需 1-2 個單元就能獲得較好結果，但在關鍵區域仍建議進行網格細化以提高精度。
對于高精度分析，特別是需要精確應力結果的區域，即使使用非協調單元，也應確保網格質量和密度足夠。
3.6 四面體單元
理論基礎：三角形 (Tri) 和四面體 (Tet) 單元是基于線性或二次插值函數的單元類型，它們能夠適應任意幾何形狀，特別適合于復雜幾何模型的網格劃分。
展開 Abaqus中選擇三維實體單元類型的基本原則 附abaqus三維筒體過渡網格劃分下載
● 對于彈塑性分析，如果材料是不可壓縮性的（例如金屬材料），則不能使用二次完全積分單元，否則會出現體積自鎖問題，也不要使用二次Tri單元或Tet單元。推薦使用的是修正的二次Tri單元或Tet單元、非協調單元，以及線性減縮積分單元。如果使用二次減縮積分單元，當應變超過20% ~ 40% 時要劃分足夠密的網格。
● 如果模型中存在接觸或大的扭曲變形，則應使用線性Quad或Hex單元，以及修正的二次Tri單元或Tet單元，而不能使用其他的二次單元。
● 對于以彎曲為主的問題，如果能夠保證在所關心部位的單元扭曲較小，使用非協調單元（例如C3D8I單元）可以得到非常精確的結果。
● 除了平面應力問題之外，如果材料是完全不可壓縮的（例如橡膠材料），則應使用雜交單元；在某些情況下，對于近似不可壓縮材料也應使用雜交單元。
當然，上述選取原則都屬于基本原則，當用戶分析的模型比較復雜，例如既包含彈塑性分析，還包含應力集中，是否選擇二次單元就應該審中考慮。最好的解決方法是做不同單元類型的分析，觀察分析結果對單元類型的敏感性，并最終選擇合適的單元類型。
下載地址：abaqus三維筒體過渡網格劃分
展開 上傳擬協調元fortran單元庫代碼
上傳擬協調元fortran單元庫代碼<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-08-10 14:15:38被卡內基評為2星級，為發貼者加分40。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font><br/><br/><b>附件地址：</b><a href="http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=1556" target="_blank"><b>http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=1556<;/b></a>
展開 ABAQUS中的單元選擇
（3）非協調單元：
優點：可以克服完全積分，一階單元中的剪力自鎖問題。
特點：在一階單元中引入一個增強單元變形梯度的附加自由度。這種對變形梯度的增強允許一階單元在單元域上對于變形梯度有一個線性變化。
不足：對單元的扭曲很敏感，在使用時必須小心以確保單元扭曲是非常小的。
（4）雜交單元：
應用：當材料行為是不可壓縮（泊松比=0.5）或非常接近于不可壓縮（泊松比>0.475）時，如橡膠材料，采用雜交單元。
特點：對于具有不可壓縮材料性質的任何單元，一個純位移的數學公式是不適宜的，壓應力不能由節點位移計算。雜交單元包含一個可以直接確定單元壓應力的附加自由度，節點的位移場則主要用來計算偏應變和偏應力。
在選取單元類型時需要綜合考慮以下幾方面的問題：
1）如果需要得到的是節點應力，盡量不要選用線性減縮積分單元；
2）如果使用線性減縮積分單元，應注意避免出現沙漏模式，常采用網格細化來解決；
3）在定義了接觸和彈塑性材料的區域后，不要使用C3D20、C3D8R、C3D10等二次單元；
4）完全積分單元容易出現剪切閉鎖和體積閉鎖問題，一般情況下盡量不要使用；
5）對于ABAQUS/Standard分析，如果能夠劃分四邊形(Quad)或六面體(Hex)網格，建議盡量使用非協調單元(如C3D8I)，同時注意保證關鍵部位的單元形狀是規則的。
6）如果無法劃分六面體(Hex)網格，則應使用修正的二次四面體單元(C3D10M)，它適用于接觸和彈塑性問題，只是計算代價較大；
7）有些適用于ABAQUS/Standard分析的單元類型不能用于ABAQUS/Explicit分析中(例如非協調單元)。
展開 ABAQUS網格劃分
ABAQUS網格劃分講解
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如何使用3D實體單元？
1 如果不需要模擬非常大的應變或進行一個復雜的、改變接觸條件的問題，則應采用二次減縮積分單元(CAX8R,CRE8R,CPS8R.C3D20R等)。
2 如果存在應力集中，則應在局部采用二次完全積分單元（CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等）。它們可在較低費用下對應力梯度提供最好的 解決。 盡量不要使用線性減縮積分單元。用細化的二次減縮積分單元與二次完全積分單元求解結果相差不大，且前者時間短。
3 對含有非常大的網格扭曲模擬（大應變分析），采用細網格劃分的線性減縮積分單元（CAX4R,CPE4R.CPS4R,C3D8R等）。
4 對接觸問題采用線性減縮積分單元或非協調單元（CAX4I,CPE4I,CPS4II,C3D8I等）的細網格劃分。
5 對以彎曲為主的問題，如能保證所關心部位單元扭曲較小，使用非協調單元（如C3D8I），求解很精確。
6 對于彈塑性分析，不可壓縮材料（如金屬），不能使用二次完全積分單元，否則易體積自鎖，應使用修正的二次三角形或四面體單元、非協調單元，以及線性減縮積分單元。若使用二次減縮積分單元，當應變超過20%-40%要劃分足夠密的網格。
7 除平面應力問題之外，如材料完全不可壓縮（如橡膠），應使用雜交單元；
在某些情況下，近似不可壓縮材料也應使用雜交單元。
8 當幾何形狀復雜時，萬不得已采用楔形和四面體單元。這些單元的線性形式，如C3D6和C3D4，是較差的單元（若需要時，劃分較細的網格以使結果達到合理的精度），這些單元也應遠離需要精確求解的區域。
9 如使用了自由網格劃分技術，四面體單元應選二次的，其結果對小位移問題應該是合理的，但花時間多。
展開 如何才能選出適合于分析的單元類型?
不足：對單元的扭曲很敏感，在使用時必須小心以確保單元扭曲是非常小的。
（4）雜交單元：
應用：當材料行為是不可壓縮（泊松比=0.5）或非常接近于不可壓縮（泊松比>0.475）時，如橡膠材料，采用雜交單元。
特點：對于具有不可壓縮材料性質的任何單元，一個純位移的數學公式是不適宜的，壓應力不能由節點位移計算。雜交單元包含一個可以直接確定單元壓應力的附加自由度，節點的位移場則主要用來計算偏應變和偏應力。
在選取單元類型時需要綜合考慮以下幾方面的問題：
1）如果需要得到的是節點應力，盡量不要選用線性減縮積分單元；
2）如果使用線性減縮積分單元，應注意避免出現沙漏模式，常采用網格細化來解決；
3）在定義了接觸和彈塑性材料的區域后，不要使用C3D20、C3D8R、C3D10等二次單元；
4）完全積分單元容易出現剪切閉鎖和體積閉鎖問題，一般情況下盡量不要使用；
5）對于ABAQUS/Standard分析，如果能夠劃分四邊形(Quad)或六面體(Hex)網格，建議盡量使用非協調單元(如C3D8I)，同時注意保證關鍵部位的單元形狀是規則的。
6）如果無法劃分六面體(Hex)網格，則應使用修正的二次四面體單元(C3D10M)，它適用于接觸和彈塑性問題，只是計算代價較大；
7）有些適用于ABAQUS/Standard分析的單元類型不能用于ABAQUS/Explicit分析中(例如非協調單元)。
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展開 【JY】有限單元分析的常見問題及單元選擇
簡而言之，正確的實體單元的模擬是最貼近真實狀態的，但是往往由于使用者自身水平受限，包括考慮各種復雜非線性等因素(如材料非線性、幾何非線性、接觸非線性等)，實體單元是比較難以駕馭的，模型在一定條件下若能簡化成桿系單元（【JY】從一根懸臂梁說起）、板殼單元（【JY】板殼單元的分析詳解）進行分析是一種非常有利簡便、精準快捷的數值計算方法。
abaqus學習總結2-論壇整理
邊界條件非線性 即邊界條件在分析過程中發生變化，接觸分析是典型的邊界非線性。
單元類型：非協調模式單元（I）和修正單元（M）
非協調是相對于Quad(四邊形)和Hex(六面體)。
修正單元是相對于Tri(三角形)和Tet(四面體)。
非協調單元的計算精度很接近二次單元，而計算代價遠遠低于二次單元，但是如果單元形狀較差的話，計算精度會降低。
定義了接觸和彈塑性材料區域后，不要使用二次完全積分和二次減縮積分單元：如果能夠劃分六面體就非協調模式單元，如果不能就用四面體二次修正單元。
非協調單元不能用于ABAQUS/Explicit分析中。
不收斂的處理方法：
接觸不收斂常用的處理方法：出現不收斂時首先想到的是模型有沒有問題，可以從以下幾個方面著手：
檢查接觸關系、邊界條件、載荷和約束。
消除剛體位移。
被賦予彈性和彈塑性材料的機構受到外力作用時，在外力比較小的時候，機構所受到的應力小于材料的屈服應力對于兩種情況是一樣的，但當外力比較大時，機構所受到的應力大于材料的屈服應力，這時彈性材料所對應的應力比較大。
極限應力，許用應力和安全系數：
由實驗和工程實踐可知，當構件的應力達到了材料的屈服點或抗拉強度時，將產生較大的塑性變形或者斷裂，為使構件能正常工作，設定一種極限應力，對于塑性材料來說，它的極限應力為屈服強度，對于脆性材料來說，它的極限應力為抗拉強度。
考慮到載荷估計的準確程度，應力計算方法的精確程度，材料的均勻程度，以及構件的重要性等因素，為了保證構件的安全可靠地工作，應使它的工作應力小于材料的極限應力，使構件留有適當的強度儲備。一般把極限應力除以大于1的安全系數n.。
展開 ABAQUS中實體單元的應用
然后，對于接觸問題，應采用細化網格的線性、減縮積分單元或者非協調單元(CAX4I，C3D8I等)。
ABAQUS中實體單元的應用.pdf
仿真過程中單元合理選取高級精髓
l 選擇其他單元類型：非協調單元不會出現沙漏模式問題，適用于abaqus/standard各種分析；
l 避免將載荷或邊界條件只定義在一個節點上。將點載荷或點上的邊界條件定義在一個包含該點的小區域上，有利于避免沙漏模式的擴展。
剪切自鎖：
定義：單元的位移場不能模擬由于彎曲而引起的剪切變形和彎曲變形；
何時出現：彎曲變形的線性完全積分單元中出現；
原因：
n 線性單元的直邊不能承受彎曲載荷作用，分析過程中可能出現本來不存在的虛假剪應力，是單元的彎曲剛度過大，計算的位移值偏小；
n 二次單元的邊可發生彎曲，一般不會出現剪切自鎖現象。（單元畸變非常
嚴重，或應力狀態非常復雜，存在彎曲應力梯度，二次單元也會出現某種程度的閉鎖現象）。
特點：剪切自鎖僅影響受彎曲載荷作用的完全積分線性單元；
措施：考慮采用非協調單元或減縮積分單元。
體積自鎖：
定義：完全積分單元受到過度約束時的一種閉鎖現象；
特點：如果材料是不可壓縮的或近似于不可壓縮，完全積分單元可能變得特別剛
硬而不產生體積變形；
評判：各個積分點之間或各個單元之間的靜水壓力出現急劇變化；（后處理中繪
制靜水壓應力云紋圖，突變，呈棋盤形分布，有可能出現體積自鎖。）
措施：
l 合適單元類型：雜交
l 細化網格：塑性應變較大的區域劃分足夠細化的網格；
引入少量的可壓縮性：不可壓縮材料中引入少量的可壓縮性可以減輕體積自鎖現象。幾乎不可壓縮材料和完全不可壓縮材料的計算結果很接近，可將不可壓縮材料的泊松比取為0.475-0.5之間的值。
來源：有限元在線的博客，版權歸作者所有。
展開 Abaqus2020 cohesive單元只能傳熱 不能刪除？非也非也 ￥20
<h2><strong>0.前言</strong></h2><p>上一個帖子做了abaqus2020新添COH2D4T單元在熱力耦合作用下 界面脫粘教程，但總有人咨詢COH2D4T單元為什么不能被刪除？
