abaqus網(wǎng)格穿透的案例
LS-DYNA | 網(wǎng)格穿透實(shí)用解決方法
問(wèn)題描述
在侵徹?cái)?shù)值模擬中，最容易出現(xiàn)的就是網(wǎng)格穿透問(wèn)題，將直接影響到計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在這里就討論如何解決侵徹過(guò)程中網(wǎng)格穿透問(wèn)題。
根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了三種解決網(wǎng)格穿透較為有用的方法：
（1）修改接觸剛度控制關(guān)鍵字*CONTROL_CONTACT中滑移界面罰函數(shù)縮放系數(shù)（SLSFAC的值）；
（2）修改*CONTROL_TIMESTEP時(shí)間步長(zhǎng)縮放因子（TSSFAC的值）；
（3）細(xì)化計(jì)算模型網(wǎng)格；
以彈丸侵徹雙層靶板為理，探討網(wǎng)格穿透解決思路；網(wǎng)格穿透情況如下圖所示。
圖 SLSFAC=0.1、TSSFAC=0.9、ELEMENT SIZE=0.05
方法1：修改*CONTROL_CONTACT滑移界面罰函數(shù)數(shù)值
保持TSSFAC=0.9、網(wǎng)格尺寸為0.05cm不變，滑移界面罰函數(shù)SLSFAC的值分別取1、2、3、5，侵徹過(guò)程中網(wǎng)格穿透情況如下。增加SLSFAC值，能夠改善網(wǎng)格穿透，但是都無(wú)法解決初始時(shí)刻的網(wǎng)格穿透問(wèn)題，并且SLSFAC值越大，網(wǎng)格越容易被刪除。
展開(kāi) abaqus提示穿透和接觸誤差太大，怎么解決，有償
Job-3.inp
模型一直在提示這個(gè)錯(cuò)，哪位大佬可以幫忙解決一下，有償，主要問(wèn)題就在旋輪和坯料接觸的地方，接觸算法修改過(guò)，也不行，一上來(lái)就有錯(cuò)，但是可以算，算一段時(shí)間后就因?yàn)殄e(cuò)誤而中斷了。
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展開(kāi) abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，出現(xiàn)穿透！！
上文講解了使用abaqus2020模擬二維顯示分析通用接觸下的沖擊響應(yīng)，結(jié)果很好，而且在新版本中可以很好的建立二維通用接觸，這個(gè)是軟件的一大進(jìn)步，但是這個(gè)通用接觸在處理單元?jiǎng)h除法模擬裂紋的過(guò)程中依然不能很好地建立接觸，出現(xiàn)大量明顯的穿透，下面將給出例子和結(jié)果，也希望大家注意并找到合適的解決方法。
例子：模型僅采用了通用接觸，采用了brittle cracking單元?jiǎng)h除法模擬開(kāi)裂，結(jié)果出現(xiàn)了明顯穿透
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-brittle cracking-穿透.rar
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展開(kāi) 
abaqus2020-三維-顯示分析-通用接觸或接觸對(duì)接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，單元穿透問(wèn)題！！
1 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，僅采用通用接觸時(shí)，模型中出現(xiàn)明顯穿透，結(jié)果不合理！
2 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，僅采用接觸對(duì)接觸時(shí)，模型中出現(xiàn)少許穿透，結(jié)果相對(duì)合理，但不是最理想狀態(tài)！
3 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，同時(shí)采用通用接觸+接觸對(duì)接觸時(shí)，模型中無(wú)明顯穿透，結(jié)果合理！
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，解決單元穿透！！
前面說(shuō)到abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋出現(xiàn)明顯穿透，結(jié)果不合理，那么有什么辦法解決嗎？有，對(duì)于這樣的模型采用接觸對(duì)接觸+通用接觸可以很好的解決問(wèn)題。注意，如果模型中只采用接觸對(duì)接觸，可以解決沖頭與基體之間的接觸建立問(wèn)題，但是對(duì)于基體自身破壞后單元之間的穿透并不能解決，因此，還要建立基體自接觸，所以在接觸對(duì)接觸的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)通用接觸就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，這里不使用軟件自帶的自接觸，因?yàn)樽越佑|在這樣的模型中很難建立起來(lái)（如果模型只涉及外表面的自接觸，那么可以使用），特別是這樣的模型都涉及內(nèi)部單元之間的接觸，下面給出一個(gè)例子和結(jié)果文件。
例子1：abaqus2020-二維-顯示分析-僅接觸對(duì)接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋
例子1：abaqus2020-二維-顯示分析-接觸對(duì)接觸+通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋
可以發(fā)現(xiàn)：接觸對(duì)接觸+通用接觸很好地解決了沖擊開(kāi)裂下沖頭與基體、基體自身之間的穿透問(wèn)題。
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸+接觸對(duì)-brittle cracking-無(wú)穿透.rar
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展開(kāi) 分享一個(gè)通過(guò)ABAQUS計(jì)算二維穿透裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的實(shí)例 ￥10
通過(guò)ABAQUS計(jì)算二維穿透裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子。理論值為396，有限元計(jì)算值為407，誤差小于3%。
Abaqus助力邊坡安全設(shè)施建設(shè)-攔石網(wǎng)沖擊動(dòng)力學(xué)仿真，徹底解決接觸穿透 ￥95.5
徹底解決仿真中接觸穿透現(xiàn)象</p><p>Abaqus的Edge to Surface/Edge to Edge接觸功能十分強(qiáng)大，但需要特殊設(shè)置才能達(dá)到理想的效果。</p><p>這個(gè)仿真中，與石塊相比，鋼絲網(wǎng)線徑比較小，很容易出現(xiàn)接觸穿透的問(wèn)題。正常情況下，模型中有Edge to Surface接觸時(shí)，Edge應(yīng)當(dāng)只能沿Surface的切向進(jìn)行表面滑動(dòng)，而不應(yīng)該沿法向穿入內(nèi)部，這種現(xiàn)象需要在Interaction模塊進(jìn)行特殊設(shè)置，就能徹底解決，不需要進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201904/173e9d179c3b4e92be2c7a89ebfde439.gif" title="contact.gif" alt="contact.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201904/173e9d179c3b4e92be2c7a89ebfde439.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201904/173e9d179c3b4e92be2c7a89ebfde439.gif?
展開(kāi) ABAQUS網(wǎng)格控制屬性詳解（三種網(wǎng)格劃分技術(shù)） ￥12
><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">，它ABAQUS是決定采用何種策略劃分網(wǎng)格的選項(xiàng)</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">。
基于Matlab的有限元網(wǎng)格自動(dòng)生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網(wǎng)格
今日給大家?guī)?lái)的主要內(nèi)容是二維問(wèn)題下四邊形單元有限元網(wǎng)格如何自動(dòng)生成？
單元網(wǎng)格的形成實(shí)際上屬于有限元計(jì)算中的前處理部分，即確定單元節(jié)點(diǎn)信息，當(dāng)模型較為復(fù)雜時(shí)，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業(yè)有限元軟件中進(jìn)行建模，導(dǎo)出網(wǎng)格信息。
當(dāng)模型較為簡(jiǎn)單時(shí)，如二維平面板模型，用戶可基于一些較為基礎(chǔ)的網(wǎng)格生成算法，在自己的程序中通過(guò)控制模型長(zhǎng)、寬等信息，即可生成有限元網(wǎng)格。
看似應(yīng)用有限，但是在一些比較復(fù)雜的領(lǐng)域內(nèi)，往往需要先在簡(jiǎn)單的模型中得到理論驗(yàn)證，如此以來(lái)，有利于自編程代碼的完整性，即前處理、內(nèi)核計(jì)算、后處理于一體。
本篇推文，木木就帶著大家學(xué)習(xí)一下Q4、Q8單元網(wǎng)格的自動(dòng)生成以及Abaqus網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)順序解讀。
代碼獲取：
基于Matlab的有限元網(wǎng)格自動(dòng)生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網(wǎng)格
Q4單元網(wǎng)格
單元自動(dòng)網(wǎng)格劃分
如下圖所示，為4節(jié)點(diǎn)四邊形單元網(wǎng)格生成示意圖，圖中NXE和NYE分別是模型橫向和縱向單元個(gè)數(shù)，dhx和dhy分別是單元的橫向、縱向長(zhǎng)度。
展開(kāi) abaqus系列技巧2：如何在abaqus中用掃掠的方法畫(huà)六面體網(wǎng)格
在abaqus中畫(huà)網(wǎng)格并不是一件快樂(lè)的事情，很多時(shí)候回比較苦惱，尤其是我們需要一個(gè)六面體網(wǎng)格的時(shí)候。作者對(duì)待網(wǎng)格的策略是，不太復(fù)雜的網(wǎng)格選擇在ab中完成，復(fù)雜的在hypermesh中完成。當(dāng)然這個(gè)復(fù)雜的邊界時(shí)很模糊的，每個(gè)人都不一樣。
在六面體的劃分選項(xiàng)里面，其實(shí)還是略為簡(jiǎn)單的。如下圖所示：
兩種方法。由于structured無(wú)可調(diào)節(jié)項(xiàng)，反正我是基本不同，sweep由于給予了一定的調(diào)節(jié)空間，通過(guò)合理的選擇參數(shù)，還是能滿足需要的。
這里面主要講下掃掠的幾個(gè)要素：
一個(gè)掃掠需要三個(gè)主要要素，源面，目標(biāo)面和掃掠路徑，缺一不可。如常見(jiàn)的正方體，圓柱體都是。但是圓錐體不是，因?yàn)樵趫A錐體上你找不到源面和目標(biāo)面。當(dāng)然源面和目標(biāo)面并不一定要求一樣大，但一定要“相對(duì)”。其次關(guān)于掃掠路徑，一定要連續(xù)，光滑，不能有折線的情況。
如下圖，就不可以直接用掃掠完成劃分。
這時(shí)候我們需要對(duì)其進(jìn)行切分，把這三個(gè)要素都湊齊
在abaqus中，掃掠的三個(gè)要素一般只需要指定路徑，制定的方法如下：
到這里，基本就可以了。上面的algorithm，挨個(gè)試下，哪個(gè)漂亮用哪個(gè)，沒(méi)必要太在意。
我的視頻課程中有一些具體的劃分案例，有興趣的可以看一看
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展開(kāi) 
Abaqus接觸分析時(shí)什么樣的網(wǎng)格是最佳的？
1、分別建立軸shaft和孔hole的幾何模型：
軸模型
孔模型
2、完成材料屬性的賦予、裝配以及靜力學(xué)分析步的施加：
模型裝配
3、在相互作用模組，設(shè)置軸外表面和孔內(nèi)表面之間的面-面接觸，并設(shè)置過(guò)盈配合：
接觸屬性的設(shè)置
面-面接觸設(shè)置
4、在載荷模組，固定孔的外表面，給軸施加2mm的軸向位移：
邊界條件施加
5、對(duì)模型進(jìn)行切分，同時(shí)對(duì)軸和孔劃分網(wǎng)格，通過(guò)全局布種和局部布種控制軸和孔網(wǎng)格數(shù)量：
軸網(wǎng)格布種
孔網(wǎng)格布種
6、調(diào)整軸外圈網(wǎng)格數(shù)量與孔內(nèi)圈網(wǎng)格數(shù)量在左半部分與右半部分不一致，使左半部分的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)重疊，右半部分的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)存在錯(cuò)位，完成網(wǎng)格劃分后的模型為：
網(wǎng)格劃分
7、提交分析，接觸壓力的結(jié)果如下圖所示：
接觸壓力對(duì)比1
可以看出，當(dāng)接觸位置的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)重合時(shí)，可獲得連續(xù)的接觸壓力分布；當(dāng)接觸位置的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不重合時(shí)，接觸面的接觸壓力分布不均勻，仿真結(jié)果較差。
8、進(jìn)一步，在相互作用模組調(diào)整表面平滑surface smoothing選項(xiàng)：
調(diào)整表面平滑選項(xiàng)
提交分析，仿真結(jié)果如下圖所示：
接觸壓力對(duì)比2
結(jié)論：（1）、在面-面接觸分析中，控制主從面網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置重合可獲得高質(zhì)量的仿真結(jié)果；
（2）、在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不重合時(shí)減小網(wǎng)格尺寸，其效果有時(shí)反而不如大網(wǎng)格尺寸下調(diào)整節(jié)點(diǎn)位置；
（3）、在相互作用模組調(diào)整表面平滑選項(xiàng)也能改善包括接觸應(yīng)力和米氏應(yīng)力等在內(nèi)的應(yīng)力分布。
展開(kāi) ABAQUS中網(wǎng)格劃分技術(shù)
它具有以下特征： ① 使用該算法得到的網(wǎng)格可以與種子的位置吻合的很好，但在較窄的區(qū)域內(nèi)，精確匹配每個(gè)種子可能會(huì)使網(wǎng)格發(fā)生歪斜，導(dǎo)致網(wǎng)格的質(zhì)量下降。
② 使用該算法很容易得到單元大小均勻的網(wǎng)格，但不代表網(wǎng)格質(zhì)量一定好（如圖1）。有些情況下，單元尺寸均勻是很重要的，例如在ABAQUS/Explicit中，網(wǎng)格中的小單元會(huì)限制增量步長(zhǎng)。
③ 使用該算法很容易實(shí)現(xiàn)從粗網(wǎng)格到細(xì)網(wǎng)格的過(guò)渡，所以建議在網(wǎng)格過(guò)渡區(qū)使用該算法。
④ Advancing Front算法克服了Medial Axis算法的缺點(diǎn)，它支持從CAD軟件導(dǎo)入的不精確模型和二維模型的虛擬拓?fù)洹?當(dāng)模型非常復(fù)雜時(shí)，一般使用Tet（四面體）單元來(lái)劃分網(wǎng)格。在劃分Tet單元網(wǎng)格時(shí)，ABAQUS會(huì)首先在實(shí)體的外表面上劃分三角形網(wǎng)格，作為T(mén)et單元網(wǎng)格的基礎(chǔ)。如果模型規(guī)模是非常大，劃分Tet單元網(wǎng)格會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)時(shí)，可以在開(kāi)始劃分Tet單元網(wǎng)格之前，首先預(yù)覽外表面上的三角形網(wǎng)格，以便盡早可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，縮短建模時(shí)間。
如果無(wú)法成功劃分Tet網(wǎng)格，可以嘗試一下下面的措施：
1）在Mesh功能模塊中，選擇geometry diagnostic，檢查模型中是否有自由邊、短邊、小平面、小尖角。如果幾何部件是由CAD軟件導(dǎo)入的，則應(yīng)該檢查模型本身是否就有這種問(wèn)題。
2）在Mesh功能模塊中，可以使用virtual topology來(lái)合并小的邊或小的面，也可以忽略某些邊或者頂點(diǎn)。
3）在無(wú)法生成網(wǎng)格的地方加密種子，可能得到意想不到的效果。
在網(wǎng)格劃分時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)格劃分失敗的對(duì)話框，原因有很多，例如：幾何模型有問(wèn)題，例如模型中有自由邊或很小的邊、面、尖角或縫隙等，這可以使用虛擬拓?fù)溥M(jìn)行修補(bǔ)；種子布置得太稀疏，通過(guò)加密種子同樣可以解決這個(gè)問(wèn)題。
展開(kāi) Abaqus中選擇三維實(shí)體單元類(lèi)型的基本原則 附abaqus三維筒體過(guò)渡網(wǎng)格劃分下載
來(lái)源：力學(xué)與Abaqus仿真
對(duì)于大多數(shù)Abaqus用戶，在選擇單元類(lèi)型時(shí)都會(huì)有這樣的困惑，可選的單元類(lèi)型很多，還有減縮積分、完全積分、線性單元、二次單元、非協(xié)調(diào)單元、雜交單元、沙漏控制等眾多選擇（圖1），在實(shí)際有限元分析時(shí)，究竟應(yīng)該如何選擇合適的單元類(lèi)型。從今天開(kāi)始，陸續(xù)介紹單元類(lèi)型的選取原則，供大家參考。
圖1 單元類(lèi)型選擇對(duì)話框
選擇三維實(shí)體單元類(lèi)型時(shí)應(yīng)遵循以下原則：
● 對(duì)于三維區(qū)域，盡可能采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)或掃掠網(wǎng)格劃分技術(shù)，從而得到Hex單元網(wǎng)格，減小計(jì)算代價(jià)，提高計(jì)算精度。當(dāng)幾何形狀復(fù)雜時(shí)，也可以在不重要的區(qū)域使用少量楔形（Wedge）單元。
● 如果使用了自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，Tet單元的類(lèi)型應(yīng)選擇二次單元。在Abaqus/Explicit中應(yīng)選擇修正的Tet單元 C3D10M，在Abaqus/Standard中可以選擇C3D10，但如果有大的塑性變形，或模型中存在接觸，而且使用的是默認(rèn)的“硬”接觸關(guān)系（“hard”contact relationship），則也應(yīng)選擇修正的Tet單元 C3D10M。
● Abaqus的所有單元均可用于動(dòng)態(tài)分析，選取單元的一般原則與靜力分析相同。但在使用Abaqus/Explicit模擬沖擊或爆炸載荷時(shí)，應(yīng)選用線性單元，因?yàn)樗鼈兙哂屑匈|(zhì)量公式，模擬應(yīng)力波的效果優(yōu)于二次單元所采用的一致質(zhì)量公式。
如果使用的求解器是Abaqus/Standard，在選擇單元類(lèi)型時(shí)還應(yīng)注意以下方面：
● 對(duì)于應(yīng)力集中問(wèn)題，盡量不要使用線性減縮積分單元，可使用二次單元來(lái)提高精度。如果在應(yīng)力集中部位進(jìn)行了網(wǎng)格細(xì)化，使用二次減縮積分單元與二次完全積分單元得到的應(yīng)力結(jié)果相差不大，而二次減縮積分單元的計(jì)算時(shí)間相對(duì)較短。
展開(kāi) Abaqus隨機(jī)材料映射網(wǎng)格插件：Random Material Mesh - AbyssFish ￥128
插件介紹
Random Material Mesh - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件將材料隨機(jī)批量賦值給部件的網(wǎng)格單元。插件支持二維及三維部件的所有網(wǎng)格類(lèi)型，可指定任意多種（實(shí)際材料種類(lèi)＜10^7）不同材料。注意，插件僅提供空材料指定網(wǎng)格功能，并不能生成隨機(jī)的材料屬性，需要手動(dòng)或借助其他插件設(shè)置材料行為參數(shù)。
模型展示
使用教程
模型以二維部件的軸壓試件為例，介紹隨機(jī)材料網(wǎng)格插件的使用方法，并與均質(zhì)材料進(jìn)行對(duì)比分析。
?打開(kāi)Abaqus新建幾何模型，并劃分網(wǎng)格。
?在Abaqus的Plug-ins菜單下，找到AF_ RandomMaterialMesh，點(diǎn)擊打開(kāi)插件。選擇需要編輯的模型及部件，并制定其材料種類(lèi)的數(shù)量。這里制定10種不同的材料。
?切換到屬性模塊，可查看材料制定情況。
?打開(kāi)材料管理器，依次對(duì)制定的材料進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。這里也可以采用復(fù)制的方式，將已有的材料屬性復(fù)制一份并稍作修改，注意復(fù)制后需要保證材料名稱與需要編輯的材料一致。本案例中材料（1~10）的彈性模量分別為（1~10）× 10^5。
?建立分析步，指定荷載等并提交分析。
?最終非均質(zhì)材料與均質(zhì)材料（E = 5.5×10^5）計(jì)算結(jié)果如下。
說(shuō)明提醒
插件可運(yùn)行在WindowsXP、7、8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023及以上版本。
插件需要注冊(cè)，售價(jià)為單機(jī)許可的價(jià)格，購(gòu)買(mǎi)后請(qǐng)聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。
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