abaqus網格積分的案例
ABAQUS直裂紋、斜裂紋圍道積分計算裂紋尖端J積分
之前算過一個關于裂紋擴展的問題，當時創建裂紋選擇的是contour intergral，后來又有人咨詢我裂紋尖端J積分的計算問題。我才恍然大悟，其實圍道積分方法還是適用于計算裂紋尖端在某時刻的J積分，至于動態擴展問題，還是交給XFEM吧（雖然也不太好）。
計算了幾種情況下的裂紋尖端J積分，包括直裂紋、斜裂紋以及裂紋尖端傾斜等三種情況。
部分試件的應力分布及J積分結果如圖所示：
基于無網格（mesh-free）策略實現單積分點幾何必須為錯（GND）的計算
參考文獻：《Physically based crystal plasticity FEM including geometrically necessary dislocations: Numerical implementation and applications in micro-forming》
GND 演化方程依賴依賴于剪切應變率的梯度或者塑性變形梯度的旋度，而標準FEM/VUMAT 只告訴你每個積分點本身的 γ˙a、Fp，不會直接給梯度。以往廣泛應用的數值方案通常是：先把 積分點的數據外推到節點，再用線性形函數求梯度，然而這類方案只能用特定單元（如 C3D8），對自適應網格、復雜接觸不友好。
該文章提出的一個mesh-free的方案，該方案的主要優勢是不改單元、不加 DOF，只在材料子程序內部，用鄰近積分點的數據做一次局部重構，就算出梯度，該策略對某個積分點 x，附近有一團“鄰居積分點” xI，作者把它們當成 mesh-free 的“節點”，對每個場變量 u(x)（可以是 γ˙a，Fp 的分量）做 MLS 擬合，如下圖所示：
權函數使用立方樣條，有緊支撐，距離越近權越大：
在實現上作者提到，立方支撐三個方向尺寸約為5個單元尺寸，最多取最鄰近60個（3D）或者30個（2D）積分點，作者指出：當鄰域尺寸比網格尺寸還小的時候，這個非局域模型就自然退化為傳統的局域模型。也就是說，鄰域尺寸本身就扮演了“材料內在長度標度”的角色。
為了提高計算效率秒作者使用了一個“時間滯后 + 公共塊”的策略對GND進行更新。
展開 ABAQUS輸出單元積分點坐標
方法
在ABAQUS CAE的場輸出中選擇的坐標點是節點的坐標，而節點是從積分點插值出來的，單元積分點的信息相對真實。所以最好是獲取積分點的信息，其中積分點的坐標無法在CAE中獲取，需要在關鍵字中添加。具體在每個分析步的單元輸出下面添加COORD，如果需要輸出節點的坐標也可以在節點場輸出下面添加COORD（這和CAE中場輸出選擇節點坐標的效果是一致的）。具體如下圖：
2.注意
在ODB結果中創建場輸出時會附帶著一份XYZ坐標，這個應該也可以當做單元的坐標，，但是我比較過這個附帶的坐標和單元的COORD輸出的坐標，有時候有點差別，可能是數據精度的問題。
展開 ABAQUS 輸出節點坐標和積分點坐標
總結inp中添加關鍵字
輸出單元的積分點坐標：*EL FILE
COORD
輸出節點坐標：*NODE FILE
COORD
原貼出處：https://www.researchgate.net/post/How-to-find-integration-point-coordinates-in-Abaqus-CAE
這是帖子討論的，但是我的嘗試是兩個COORD生成的結果文件是一樣的，都是節點坐標
Abaqus中平面應力單元高斯積分點的順序
可以輸出umat接口中的變量coords進行查看
write(*,"(A,I4)") "npt = ", npt
write(*,"(A,3ES16.8)") "coords = ", coords
結果為：
npt = 1
coords = -5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 2
coords = 5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 3
coords = -5.77350269E-01 5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 4
coords = 5.77350269E-01 5.77350269E-01 1.00000000E-02
因此Abaqus中平面應力單元高斯積分點的順序為：
展開 Abaqus中獲取積分點坐標的三種方法
經常有小伙伴問獲取積分點坐標的方法，今天給大家介紹三種獲取積分點坐標的方式，希望能給你們帶來幫助。
1 通過abaqus子程序獲取積分點坐標
Abaqus一些子程序中可以直接獲取積分點坐標，例如我們熟知的UMAT子程序中包含COORD參數，即為積分點坐標。順帶一提的是，當打開了幾何非線性時，該積分點是當前構形下的坐標，如果未打開幾何非線性則為初始坐標。
2通過history output輸出積分點坐標
Abaqus可以直接在歷程變量history output中輸出積分點坐標。直接在history output中勾選COORD選項，但是這里需要注意的是，Domain中的Set集合如果是node set，這里輸出來的是節點坐標，當這里是element set的時候，輸出來的才是積分點坐標。
3通過等參單元映射函數計算
等參元中，為了方便計算，把整體坐標映射到自然坐標，然后在自然坐標下進行高斯積分。如果知道了自然坐標下的高斯積分點，通過映射函數反算，便能得到整體坐標下的高斯積分點坐標。以四邊形等參單元為例，其以自然呢坐標為變量的插值形函數如下
坐標變換采取同樣的插值函數(叫做等參的原因)，整體坐標和自然坐標的關系式如下，如果知道自然坐標下的高斯積分點，直接通過此公式計算其在整體坐標下的坐標。
展開 abaqus怎么獲取單元積分點上的坐標呢
如題 為什么我查詢的時候坐標都是0
abaqus C3D8 單元 計算中采用了多少個積分點？
按照正常的理解，毫無.疑問，abaqus 全積分一定是采用了2x2x2=8個積分點。
從后處理結果來看，似乎也是如此，每個單元存在8個積分點。
然而，如果自己動手跑一遍程序，就會發現事實遠非如此，采用全積分計算得到的結果與abaqus 存在差異，原因何在？
事實賞，abaqus C3D8 采用的選擇積分方式（selective intergation schema），即對于偏應變，采用8個積分，對于球應變，采用中心點積分。這樣計算得到的結果才能與abaqus 完全對標，亦可從abaqus 幫助文檔得到答案。
展開 Abaqus降魔篇之圍道積分小探
1 分析目的
平面應變的一塊板，在扭矩的作用下，分析裂紋端的應力強度因子以及斷裂能
模擬采用CPE4R（使用CPE8R往往會得到更精確的結果）
2 模型建立
然后進行切分，主要是切出預制裂紋面以及圍道外邊
在這里注意切那個圓的時候一定要將半徑點選到裂紋上，以便劃分網格
這里的圓半徑為0.5mm
3 建立材料以及相關屬性
4 建立模型，預制裂紋
選擇之前的切分線
選擇裂紋端點
這里的0.25是根據劃分網格的種子點確定的（4個點）
而collapsed的選項是要求對重疊單元的裂紋控制只對單一點有效
5 設置邊界條件
a首先是施加扭矩端的耦合
b然后是扭矩施加
另一端同理可得
c 限制位移
6 計算吧！
然后你可以看到應力強度因子以及斷裂能
或者你比較喜歡看趨勢
在或者你對歷史輸出里面的5感到困惑
那就看下圖
展開 有限元中單元積分點與節點應力相互轉換(CPE4為例)（ABAQUS）
在ABAQUS中,當需要獲取節點上的應力時,可以在后處理中建立路徑或者用查詢功能等獲取.
但是當需要大量的節點上應力數據時,很多人會用Python編程進行大批量的提取應力.但是提取出來的應力為單元積分點上的應力.無法獲取節點上的應力.同時在ABAQUS中的子程序中,也是對積分點上的數據進行操作.
本文基于個人興趣同時想要更加了解有限元背后原理和公式的想法.近日進行了一些初步的探索.希望大家批評指正. 本文基本不涉及原理公式，只在轉換積分點和節點的應力時列出公式。盡可能簡介易懂。
一: 單元類型及節點數目與位移,應變,應力階次的關系
本節內容基于有限元教材及一些網上資料.
(1)有限元求解的思路是:
一: 建立單元節點力與節點位移關系式.
二: 將彈性體上的外載荷等效移置到節點上.
三: 在節點上建立力的平衡方程,求得節點位移.
四: 通過彈性力學基本方程,可求得單元的應力和應變.
(2) 四節點矩形單元
以四節點矩形單元為例，在此只表達有限元教材中的結論，具體公式可參考有限元教材。
（3）ABAQUS中的CPE4單元
CPE4: A 4-node bilinear plane strain quadrilateral.
該單元有四個節點，同時有四個積分點。
對于每個應力分量（注意：在此只看一個應力分量），單元內任一點（x,y）的應力表達式為：
stress=a*x*y+b*x+c*y+d （1）
該表達式有四個未知量：a,b,c,d。
若知道四個積分點的應力分量。將每個積分點帶入上式，則會形成包含四個方程的線性方程組。
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;">。
基于Matlab的有限元網格自動生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網格
今日給大家帶來的主要內容是二維問題下四邊形單元有限元網格如何自動生成？
單元網格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業有限元軟件中進行建模，導出網格信息。
當模型較為簡單時，如二維平面板模型，用戶可基于一些較為基礎的網格生成算法，在自己的程序中通過控制模型長、寬等信息，即可生成有限元網格。
看似應用有限，但是在一些比較復雜的領域內，往往需要先在簡單的模型中得到理論驗證，如此以來，有利于自編程代碼的完整性，即前處理、內核計算、后處理于一體。
本篇推文，木木就帶著大家學習一下Q4、Q8單元網格的自動生成以及Abaqus網格節點順序解讀。
代碼獲取：
基于Matlab的有限元網格自動生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網格
Q4單元網格
單元自動網格劃分
如下圖所示，為4節點四邊形單元網格生成示意圖，圖中NXE和NYE分別是模型橫向和縱向單元個數，dhx和dhy分別是單元的橫向、縱向長度。
展開 abaqus系列技巧2：如何在abaqus中用掃掠的方法畫六面體網格
在abaqus中畫網格并不是一件快樂的事情，很多時候回比較苦惱，尤其是我們需要一個六面體網格的時候。作者對待網格的策略是，不太復雜的網格選擇在ab中完成，復雜的在hypermesh中完成。當然這個復雜的邊界時很模糊的，每個人都不一樣。
在六面體的劃分選項里面，其實還是略為簡單的。如下圖所示：
兩種方法。由于structured無可調節項，反正我是基本不同，sweep由于給予了一定的調節空間，通過合理的選擇參數，還是能滿足需要的。
這里面主要講下掃掠的幾個要素：
一個掃掠需要三個主要要素，源面，目標面和掃掠路徑，缺一不可。如常見的正方體，圓柱體都是。但是圓錐體不是，因為在圓錐體上你找不到源面和目標面。當然源面和目標面并不一定要求一樣大，但一定要“相對”。其次關于掃掠路徑，一定要連續，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。
這時候我們需要對其進行切分，把這三個要素都湊齊
在abaqus中，掃掠的三個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，挨個試下，哪個漂亮用哪個，沒必要太在意。
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
想獲得幻想飛翔最新CAE技術文章，請關注幻想飛翔公眾賬號：幻想飛翔CAE。
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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隨機材料映射網格插件：Random Material Mesh - AbyssFish ￥128
插件介紹
Random Material Mesh - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件將材料隨機批量賦值給部件的網格單元。插件支持二維及三維部件的所有網格類型，可指定任意多種（實際材料種類＜10^7）不同材料。注意，插件僅提供空材料指定網格功能，并不能生成隨機的材料屬性，需要手動或借助其他插件設置材料行為參數。
模型展示
使用教程
模型以二維部件的軸壓試件為例，介紹隨機材料網格插件的使用方法，并與均質材料進行對比分析。
?打開Abaqus新建幾何模型，并劃分網格。
?在Abaqus的Plug-ins菜單下，找到AF_ RandomMaterialMesh，點擊打開插件。選擇需要編輯的模型及部件，并制定其材料種類的數量。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。
?打開材料管理器，依次對制定的材料進行參數設置。這里也可以采用復制的方式，將已有的材料屬性復制一份并稍作修改，注意復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。
?最終非均質材料與均質材料（E = 5.5×10^5）計算結果如下。
說明提醒
插件可運行在WindowsXP、7、8、10、11系統上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023及以上版本。
插件需要注冊，售價為單機許可的價格，購買后請聯系QQ：1135122921獲取許可證。
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