abaqus中k單元的案例
K-L展開在ABAQUS中的實現
hypermesh_abaqus中fastener焊點單元和襯套BUSH單元創建流程 ￥1
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Abaqus中接觸問題中單元類型的選擇
1.關于單元階次
在接觸分析模擬中一般最好在那些將會構成從面的模型部分使用一階單元，使用二階單元可能會出現問題，這是由接觸算法決定的。
2.單元選擇
較簡單接觸問題：線性減縮積分單元（C3D8R）和非協調單元（C3D8I）。
較復雜接觸問題：修正的二階四面體單元（C3D10M ）是為了應用于復雜的接觸模擬問題而設計的，在模型復雜的接觸分析中推薦使用，但是計算時間也大大增加。
備注：具體內容請參閱莊茁的《基于ABAQUS的有限元分析和應用》，第12章--接觸
展開 在ABAQUS中使用Python腳本將有限元離散單元轉化成SPH單元方法介紹
以將CAE中的C3D8R單元轉換為PC3D為例：
使用ABAQUS建模離散為C3D8R單元，然后生成input文件。之后用Python腳本將進行處理轉換即可（腳本見附件）。
這里需要注意的是Python腳本轉換后的input文件只是將有限元離散單元轉換為sph單元的文件，還需要自己去修改后才能用。
SPH.zip
腳本運行方法：
abaqus python solidtosph.py -inp <inputFileName> -part
ABAQUS中求解某部分單元的平均應力或平均應變 ￥10
1、參考模型：單向纖維的RVE模型；
2、腳本功能：針對指定的單元集合，在后處理中求解平均應力和平均應變。
3、應用的公式：一階均勻化計算方法。對于 RVE 模型的平均真應力和平均真應變，可通過對 RVE 內每一個單元的真應力 （真應變）取均值獲得。使用一階均勻化計算方法輸出的應力和應變適用于各種邊界條件，但需要對每個單元進行應力（應變）的輸出和計算。
【ABAQUS算例】如何用Hypermesh建立ABAQUS中的桿單元
這期呢，主要講解一下怎么在Hypermesh建立一根桿，然后導入ABAQUS中計算。之前在做一個骨頭韌帶仿真時，需要在已有的骨頭基礎上，加上韌帶，之前沒有做過桿單元，倒騰了很久。所以，這里就做一個簡單的算例，做一個ABAQUS中桿單元的前處理。希望給需要的人帶來幫助。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 120, 136);"> </span>相信大家都知道，桿只受軸向的力作用，跟材料力學中的二力桿性質相似。這里建立一個長1m,半徑為0.05m（面積7.85E-3），彈模為2E10Pa的桿。邊界條件為，一端固定約束，另一邊施加軸向力10N。下面就是具體操作方法。操作的步驟分兩步走，第一步在Hypermesh中設置桿單元，施加邊界條件；第二步導入ABAQUS中進行求解。</p><p>Hypermesh操作步驟</p><p><br></p><p><br></p><p> <img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/fa067507654742f78cdd6bbeb04e0768"> </p><p><br></p><p>（1）在Model中創建部件，材料，截面管理。
展開 Abaqus仿真計算中的單元選擇
“
為了更好的幫助仿真工程師排除工作中的困擾，方便大家工作之余充電開拓不熟悉的知識領域。上海江達科技發展有限公司（以下簡稱：上海江達）與技術鄰合作，將為大家帶來十二場仿真專題系列直播課。月月都有熱門仿真直播課與大家見面。
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”
對于有限元分析的網格模型，不僅需要較高的網格質量，還需要擁有合適的單元類型。ABAQUS為用戶提供了豐富的單元庫，幾乎可以模擬實際工程中任意幾何形狀的有限元模型，在對一個問題進行分析時，可以根據情況選擇使用。
如何才能選取出適合于分析的單元類型呢？
本次分享首先介紹ABAQUS中對于單元的分類，每種單元特定的使用范圍，各種單元類型的節點數目、單元形狀、插值函數階次以及單元構造的方式。
展開 ABAQUS中的單元選擇
ABAQUS中的單元選擇
在有限元分析中，為了能夠得到較為精確的收斂解，一方面取決于所用模型的誤差，另一方面取決于模擬計算的誤差。一個好的有限元模型，不僅需要較高的網格質量，還需要擁有合適的單元類型。ABAQUS為用戶提供了豐富的單元庫，幾乎可以模擬實際工程中任意幾何形狀的有限元模型，在對一個問題進行分析時，可以根據情況選擇使用。
如何才能選取出適合于分析的單元類型呢？我認為首先要了解ABAQUS中對于單元的分類，每種單元特定的使用范圍，各種單元類型的節點數目、單元形狀、插值函數階次以及單元構造的方式。然后再根據分析類型和具體問題合理選擇。
ABAQUS中最常用的單元包括實體(Solid)單元、殼(Shell)單元和梁(Beam)單元。下面就根據自己對于ABAQUS應用實體單元的學習，將這些單元的特點和使用簡單總結如下：
實體單元主要包括完全積分、減縮積分、非協調以及雜交這四種常見的單元模式。
（1）完全積分單元：單元具有規則形狀（邊是直線并且邊與邊相交成直角）時，
所用的Gauss積分點的數目足以對單元剛度矩陣中的多項式進行精確積分。
完全積分的線性單元在每一個方向上采用2個積分點；
完全積分的二次單元在每一個方向上采用3個積分點。如圖
不足：完全積分的線性單元存在“剪切自鎖”問題，原因是線性單元的邊不能彎曲。在復雜應力狀態下，完全積分的二次單元也有可能發生剪切自鎖。
（2）減縮積分單元：減縮積分單元比完全積分單元在每個方向上少用一個積分點。
完全積分的線性單元只在單元的中心有一個積分點
不足：線性減縮積分單元存在“沙漏模式”的數值問題，有可能過于柔軟。
ABAQUS通過繪制偽應變能(ALLAE)和內能(ALLIE)來評價沙漏模式對計算結果的影響。
展開 Abaqus中的“街溜子”單元
01
無用之用的“街溜子”單元
Abaqus的Special-Purpose Elements之中，有一種非常奇怪的Surface單元，它沒有材料，沒有厚度、也沒有剛度。
在有限元軟件中，如果沒有這些基本的結構屬性，意味著沒有多少用，因為它不能代表真實世界中的任何物體，甚至極其微小的載荷都能使它產生無限的變形。
按道理，作為Abaqus中的特殊單元，必須要有一技之長，才有用武之地。比如Gasket單元，能為墊片提供一種快捷、精準的建模方法；Acoustic Interface單元，可以充當結構與聲學單元之間不同自由度的“翻譯”；Cohesive單元，能對界面強度與完整性問題進行建模...
而沒有任何特長的Surface單元，是不是毫無用處？恰恰相反，這家伙反而像個“街溜子”，四處亂竄，應用相當之廣泛，在各種類型的建模問題中都能碰到它，這貨是真正做到了莊子說的“無用之用，方為大用”。
02
Surface單元的作用
作用1：攜帶加強筋
雖然沒有內稟剛度，但是Surface單元可以攜帶Rebar，模擬加強結構，比如下圖中的輪胎建模，黃、綠、藍顏色的單元是攜帶加強筋的Surface單元，紅色短線顯示了加強筋的布置方向，它們被嵌入到輪胎的實體單元內部，可以準確地表征輪胎中的鋼絲帶束層、簾布層等加強結構。
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 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
來源：力學與Abaqus仿真
對于大多數Abaqus用戶，在選擇單元類型時都會有這樣的困惑，可選的單元類型很多，還有減縮積分、完全積分、線性單元、二次單元、非協調單元、雜交單元、沙漏控制等眾多選擇（圖1），在實際有限元分析時，究竟應該如何選擇合適的單元類型。從今天開始，陸續介紹單元類型的選取原則，供大家參考。
圖1 單元類型選擇對話框
選擇三維實體單元類型時應遵循以下原則：
● 對于三維區域，盡可能采用結構化網格劃分技術或掃掠網格劃分技術，從而得到Hex單元網格，減小計算代價，提高計算精度。當幾何形狀復雜時，也可以在不重要的區域使用少量楔形（Wedge）單元。
● 如果使用了自由網格劃分技術，Tet單元的類型應選擇二次單元。在Abaqus/Explicit中應選擇修正的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，而且使用的是默認的“硬”接觸關系（“hard”contact relationship），則也應選擇修正的Tet單元 C3D10M。
● Abaqus的所有單元均可用于動態分析，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，應選用線性單元，因為它們具有集中質量公式，模擬應力波的效果優于二次單元所采用的一致質量公式。
如果使用的求解器是Abaqus/Standard，在選擇單元類型時還應注意以下方面：
● 對于應力集中問題，盡量不要使用線性減縮積分單元，可使用二次單元來提高精度。如果在應力集中部位進行了網格細化，使用二次減縮積分單元與二次完全積分單元得到的應力結果相差不大，而二次減縮積分單元的計算時間相對較短。
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
ABAQUS中巧用單元節點偏移
前處理過程并不是在ABAQUS中進行，而是采用ansa或者hypermesh網格劃分，再導入ABAQUS做求解和后處理。有時候可能不小心會遇到一個問題，就是設計人員設計的幾何模型提供給我們，它的幾何之間存在微小間隙，如圖1所示。
圖1 幾何模型示例
我們在處理的時候可能或遇到的問題是劃分網格時候因為間隙太小沒有看到就劃分完網格，而我們在做接觸等設置時候發現這個間隙其實不必要，合在一起并不影響分析結果但是能夠大大提升計算和收斂效率，如果修改幾何在返工重畫網格很麻煩。
或者你會說直接在assembly中通過移動幾何體重新裝配，但是都挺麻煩的。尤其是你導入的是孤立網格的話。
這個時候有個很好的方法就是移動單元節點來填充這個空隙。
a.孤立網格已經導入（或者在ABAQUS中已經劃分好網格）如圖2，
圖2 網格模型
b.通過edit mesh選擇某一個面上的所有單元節點（by angle），如圖3所示。
圖3 節點選擇
c. 偏移單元節點，如圖4所示。偏移的距離需要你事先測量出來，測量方法很多，在3D設計軟件中測量或者在ABAQUS中測量都可以。其中CSYS是你選擇的偏移參考系，默認全局坐標系，如果你的模型使用全局坐標系不方便你可以自己在節點面上建立一個垂直的坐標系，那樣偏移就很方便。圖中1,2,3就是對應xyz坐標軸方向，在對應方向輸入對應的距離就行。
圖4 節點偏移
d.完成之后如圖5所示。我這里是偏移了0.5mm。可以看到就自動將節點偏移過去，免去很多返工操作，非常方便。接下來該怎么設置就怎么設置。（這個比設置接觸容差應該好多了，不過具體對比結果我還沒有去試）
圖5 結果
總結：對于微小間隙如果需要處理，又為了避免返工提高分析效率，可以考慮直接節點偏移操作，可理解為將面上網格沿某一方向擴大一定倍數。
展開 ABAQUS中添加非線性彈簧單元 ￥120
ABAQUS中添加非線性彈簧單元
ABAQUS UEL - Embedded crack model 在CST單元中的簡單實現 ￥500
工程實際中經常遇見材料開裂問題。對于受到外力作用的結構，材料的承載力隨著結構的變形發生改變，比如延性材料。因此可以采用連續體塑性力學框架對結構進行分析模擬。但是對于脆性材料，連續體塑性力學盡管可以模擬出結構宏觀的力-位移關系，但是很難模擬出材料的開裂破壞。
為了采用有限元模擬材料的開裂，cohesive單元常被預設在連續體單元之間，通過cohesive塑性或者損傷本構模擬出材料強度下降的過程。但是，這種方式使得裂縫只能在預設cohesive單元的位置開裂。為了更好的模擬連續體單元的開裂，Embedded crack model假設在單元內部存在開裂面，并通過cohesive zone model定義開裂面的本構關系。開裂面的角度通過最大主應力確定。這種方式極大地方便了網格劃分過程。 本文通過3節點CST單元，介紹如何使用UEL子程序在ABAQUS中實現簡單的Embedded crack model。
1. Embedded crack model 的概念
假設有一個三角形單元如下，
在節點1的水平位置施加位移0.05，單元的變形為，
對于延展性良好的材料，上述變形發生時材料發生塑性變形；但是對于脆性材料，單元發生開裂，開裂的效果為下圖，
開裂面上的坐標系存在法向（n）和切向（s）行為。材料發生開裂時，開裂面的本構是非線性的，而其他連續體部分依然是線彈性的。
相比起將整個單元都定義為非線性，這種將非線性開裂面內嵌在線彈性連續體內的方法更接近脆性材料的性質。
2. 開裂面本構關系
連續體線彈性的本構采用Plane strain relation，在大部分有限元參考書中都有介紹，其剛度矩陣為，
開裂面的本構建立在塑性力學框架中，采用了簡單的 tension cut-off 屈服準則。
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