abaqus劃分曲面的案例
~利用HyperMesh劃分沖壓曲面網格動畫~
Hypermesh是一個專業的網格劃分工具，在沖壓仿真過程中，特使是在做一些復雜的曲面零件時，PAM-STAMP Dynaform自帶的網格劃分工具有時候不能很好的勝任工作，這個時候就需要專業的網格劃分工具了。
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HM_die_MESH.swf
展開 HyperMesh9曲面網格劃分實例動畫
Hyperworks9出了，需要的到Hyperworks模塊去找，這里主要是演示一下曲面網格劃分的一個實例，跟8比，沒有太大的區別。
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AVI.swf
Pro／E曲面建模與MeshCAST網格劃分的實現
Pro／E曲面建模與MeshCAST網格劃分的實現.pdf
2013阿毅系列講座-沖壓仿真曲面網格劃分系列教程
由于使用的是HYPERMESH，所以發不到到HYPERMESH版塊了，
教程1：多孔曲面的網格劃分: http://forums.caenet.cn/showtopic-536096.aspx
2013阿毅系列講座-HyperMesh去曲面網格劃分實例1
實例1：多小孔類零部件曲面網格劃分實例；
以上圖為例，我們可以發現，此零件有很多小孔，而進行快速展開時，是不需要這些孔的，這些孔特征也會影響到網格的劃分質量，使用HyperMesh，可以非常方便的將這些孔給去除掉，這是專用的沖壓類軟件前處理或CAD軟件很難做到的；
詳細步驟如下：
打開HyperMesh（V11版本，最新版本是V12），選擇默認的前處理類型；
導入曲面 選擇IMPORT GEMMETRY
點擊點開按鈕，選擇I曲面的IGES文件；
選擇IGES后，點擊IMPORT導入，導入完成后，會顯示導入的曲面實體；點close關閉對話框；
從下圖可以看出，此曲面有很多的網格，而且還有一條線將整個曲面分割成2個曲面片；
選擇Geom前處理卡片，點擊edge edit，將分割的曲面的線壓縮掉，選擇線后點suppress；
下一步就是將曲面上的眾多小孔給清理掉；仍然選擇GEOM卡片，然后點擊defeature；
選擇pinholes，選擇整個曲面，然后將diameter修改成0.6，這樣小于0.6的孔點擊find后
就會被自動選中，然后點擊delete，將孔刪除；
網格劃分：
曲面處理完畢后，可以將曲面導出直接在DynaForm或者PAM-STAMP等軟件中劃分網格，也可以在HYPERMESH中將網格劃分好，選擇2D，選擇automesh，然后選擇suface deciation，按照下圖進行參數設置，點MESH即可，如下圖所示：
導出MESH文件：
一般情況下，選擇nastran格式即可，選擇輸出按鈕，然后FLES TYPE選擇nastran，點擊file按鈕選擇mesh文件的存儲路徑，完畢后點擊Export
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image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202105/256c0c045a704f8486cdf6812b97ba0d.png">
</div><h2 class="ql-align-center"><strong><em>斷面封閉的曲面</em></strong></h2><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/4404ab4e814e412fb0f4b8c893975b35.png" alt="minim3.png"></p><p>****上述封閉曲面為空心曲面，若要用實體，需用CAD軟件進行實體轉換 或 <strong>用abaqus的mesh模塊中tri to tet 填充為實體</strong></p><p><br></p><p>雖然上述stl文件導入后在abaqus中可以正常計算，但網格劃分有些不好。怎么有畫網格？大家可以提提高見。據我所知，由于此類曲線很<strong>難轉化為 幾何模型</strong>，只能通過網格優化軟件或 一些算法實現網格重新劃分。
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***請注意，附件僅為現式和隱士極小曲面生成和輸出為stl的python代碼，并不包括加厚***
***有加厚的需求，請看其他算例。加厚后輸出的stl，也是空心封閉的殼，不是實心的實體***
0.算例
上一個帖子介紹了怎么用matlab建立極小曲面，詳情見Matlab創建極小曲面。
下面是個簡單的算例，在y方向壓縮極小曲面之Gyroid，幾何模型建立方法見下文，建立后陣列并有畫網格導入abaqus即可。
為了對比該極小曲面的應力水平，采用同樣的材料做了單軸壓縮，兩種情況對比如圖所示：
從圖中可以看到，如果僅去極小曲面上的一個點作為其應力應變，其曲線甚至比實心立方體還高，顯然這是不合理的。出現這種現象的主要原因是，此類細觀結構或變形不均勻時，不能取一個點代表整個模型，不然很可能會出現較大的誤差。對此問題，細觀力學有些方法，比如作用力反作用力法，體積平均法等，但也有人認為對于細觀結構，作用力反作用力法 不太合理。體積平均法的簡單表達式如下：
即模型中每一個單元的應力（應變）對單元體積積分后，除以模型整個體積。上述應力應變曲線也證實，采用該方法能夠得到較為真實的數據。
那么，怎么通過體積平均法獲得數據呢？ 在計算結束后，需要通過python腳本對數據進行處理，輸出中需要EVOL（單元體積）以便獲得各個單元的體積。
1.介紹
之前已經介紹過什么是極小曲面，同時根據表達式定義為 隱式 和顯式 極小曲面，主要區別是 隱式極小曲面一般只有一個方程，不容易將x,y,z獨立表達出來，如下圖所示：
今天介紹怎么用python生成上述極小曲面并輸出為stl文件。
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image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202108/184d29023c7a4cf29da8947060e5ba28.jpg">
</div>
</div><p><br></p><p>前段時間跟大家分享了怎么用MATLAB 、 python或用自編的小程序 建立 3D打印用的極小曲面及將其輸出為stl格式的方法，具體請看：</p><ol><li><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/b9ec543f-74f1-4dda-add4-17c0deb4f303" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Matlab生成極小曲面</a>，包括matlab腳本及生成為stl的腳本</li><li><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1802096" rel="noopener noreferrer" target="_blank">python生成極小曲面</a>，包括python腳本、安裝包及生成stl的腳本</li><li><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1812725" rel="noopener noreferrer" target="_blank">免安裝綠色小程序</a> ，是一個小程序，能夠生產帶 數學表達式的曲面；同時<strong>沿著法向偏移實現加厚</strong>；</li></ol><p>這些方法生成的曲面輸出的stl網格文件，一般網格質量較差；其實若做有限元仿真可以用其網格工具進行優化即可
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abaqus曲面方程參數化建模，需要用到pyhon腳本參數化建模，可以在曲面上拉伸厚度。直接輸入x,y的范圍，厚度建模。以下例子曲面方程為
該腳本可以輸入方程，給定區間建模。
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</p><p><strong>3、輸出為stl格式，并導入到有限元</strong>（如abaqus）：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202107/f25108d472cd461a81dac311e06b3477.gif" alt="STL.gif"></p><p><br></p><p><strong>4、加厚及網格優化</strong>（其他劃分網格軟件）：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202107/8f3dad23d741421db9b63180b9551c88.gif" alt="REMESH.gif"></p><h2 class="ql-align-center"><strong>2.其他說明</strong></h2><p>1、建立模型只是第一步，如果需要進行仿真，還需根據情況賦予材料參數。</p><p>2、此程序加厚僅將曲面封閉（內部是空心的），若需要實心幾何模型（stp等格式），可在線轉換或采用freecad軟件; <strong>或將stl導入abaqus后，在mesh模塊 將三角形網格轉四邊形，即可轉化為內實體。</strong></p><p>3、本人推薦采用上面的matlab或python方法。</p><p>4、網格優化可采用hypermesh等很多其他軟件，本人推薦meshlab或ntopology（強烈推薦）。</p><p>5、除了stl，可以輸出為各種圖片格式及obj等其他格式（mayavi自帶）。
展開 在ABAQUS中基于圓柱坐標系設置關于坐標函數的表面力（keyword 曲面加載,圓柱坐標,面力）
例如下圖所示，受Y方向某拉力作用，各點應力狀態為：
在圓孔中心位置建立圓柱坐標系，該應力狀態在圓柱坐標系下的公式為：
在這種情況下反推物理量，需要對曲面施加基于圓柱坐標系的面力。
案例如下：在圓弧面基于圓柱坐標系施加等效于單向應力狀態的面力。
加載前先建立圓柱坐標系（注意R軸方向為0度位置，T軸方向為角度增大方向，示意圖見文后的加載圖）
具體設置方法為：Load>Create Load>Mechanical>surface traction
選中中間曲面后，先設置徑向力，按以下參數設置：
Distribution：應力分配，點擊后面的f(x)創建一個基于圓柱坐標系的表達式，Local system 要選擇圓柱坐標系，Th為角度變量。
Traction：選擇General，為一般力。
Vector：點擊選擇圖標后，依次選擇（0，0，0） （-1，0，0） ，坐標選擇建立的圓柱坐標系。
注：面力方向矢量是基于所選坐標系，（-1，0，0）就是沿圓柱坐標系下的R軸反向。
Magnitude：選擇應力大小為1。
然后在創建一個Load,設置切向力，如下圖所示，也是基于圓柱坐標系。
再創建一個Load，在整體坐標系下對兩側的平面施加Y方向的面力，大小為1，同時對后面的面施加全約束。
最后加載形式為下圖所示：
求解結果如下圖：
大部分位置應力在0.99~1.01之間，為單向應力狀態，加載方式正確。
本問題的關鍵是面力的方向問題，在選擇面力的方向矢量時，是基于所選坐標系。對于圓柱坐標系，切向力矢量為（0，-1，0）時，即力的方向只沿著theta的反方向。
展開 
ABAQUS網格劃分
8 在ABAQUS/Explicit中，如果包含任意大轉動喝小薄膜應變，應先用小薄膜應變單元。
梁單元類型選擇
1 在任何包含接觸的問題中，應使用B21或B31單元（線性剪切變形梁單元）
2 如果橫向剪切變形很重要，則應采用B22和B32單元（二次Timoshenko梁單元）
3 在ABAQUS/Standard的幾何非線性模擬中，如果結構非常剛硬或非常柔軟，應使用雜交單元，例如B21H喝B32H單元。
4 如果在ABAQUS/Standard中模擬具有開口薄壁橫截面的結構，應使用基于橫截面翹曲理論的梁單元，例如B31OS、B32OS
abaqus網格劃分.doc
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網格控制屬性詳解（三種網格劃分技術） ￥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格的選項</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">。
ABAQUS三維網格劃分
ABAQUS網格編輯原來功能這么強大
1.在hympermesh中創建的單元，再也不用擔心沒有集合了
2.殼單元原來可以偏置成，殼單元或者實體單元，以前咋沒聽說過？
往期精彩，歡迎關注！??！
1. HYPERMESH中設置ABAQUS銷軸接觸設置
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13866
2. HYMPERMESH與ABAQUS聯合（銷軸簡化梁單元）
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13824
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