abaqus 網(wǎng)格類(lèi)型的案例
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(hù)，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(xiàn)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(huà)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(xiàn)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(xiàn)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有限元解與理論解對(duì)比_[5個(gè)材力題目，不同網(wǎng)格尺寸與單元類(lèi)型]
今天整理資料發(fā)現(xiàn)17年在老東家上班時(shí)做的一個(gè)文檔，通過(guò)一系列計(jì)算對(duì)比了不同網(wǎng)格尺寸和單元類(lèi)型下材料力學(xué)5個(gè)試題的有限元解和理論解，貼出來(lái)跟大家分享一下，雖然都是非常簡(jiǎn)單的題目，但這些表格對(duì)理解有限元解的網(wǎng)格無(wú)關(guān)性有一定的幫助。
第1題、懸臂梁撓度
懸臂梁A-B的截面形狀為正方形，寬、高h(yuǎn)=b=100mm，長(zhǎng)度l=1000mm，末端作用豎直向下集中力F=1000N，求B點(diǎn)（懸臂梁末端）向下的撓度。
starccm+網(wǎng)格類(lèi)型及網(wǎng)格劃分技巧
本文章將談?wù)剆tarccm+中網(wǎng)格類(lèi)型，大家可能比較熟悉常見(jiàn)多面體（Polyhedral Mesher）、四面體（Tetrahedral Mesher）、切割體（Trimmed Mesher）等網(wǎng)格類(lèi)型。今天就來(lái)聊聊starccm+中所有網(wǎng)格類(lèi)型及適用場(chǎng)合。最后再給大家分享一下劃分網(wǎng)格使用技巧，絕對(duì)驚喜，幫助大家提高網(wǎng)格劃分效率。下表總結(jié)了當(dāng)前在基于零件（Parts-based meshing）和區(qū)域（Regions-based meshing）的網(wǎng)格劃分中可用的網(wǎng)格劃分器。
網(wǎng)格（mesher）
解釋描述
Surface Remesher
對(duì)原始面網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化以提供合適CFD的優(yōu)質(zhì)離散網(wǎng)格
Polyhedral Mesher
生成由多面體單元組成的體網(wǎng)格。
多面體網(wǎng)格適用于：傳熱、旋流、復(fù)雜流動(dòng)
Tetrahedral Mesher
生成由四面體單元組成的體網(wǎng)格。
Trimmed Mesher
通過(guò)切割具有幾何表面的六面體模板網(wǎng)格來(lái)生成體網(wǎng)格。
切割體網(wǎng)格適用于電子散熱、外部流動(dòng)
Prism Layer Mesher
在壁面附件添加棱柱單元層，能獲得邊界層內(nèi)粘性和熱梯度。
Advancing Layer Mesher
創(chuàng)建體網(wǎng)格，該網(wǎng)格由壁面附近的棱柱形單元層和其他地方的多面體網(wǎng)格組成。網(wǎng)格物體在壁面上創(chuàng)建表面網(wǎng)格并將其投影以創(chuàng)建棱柱形單元格圖層。
Extruder Mesher
從其中一個(gè)由核心體網(wǎng)格劃分器的網(wǎng)格邊界生成拉伸網(wǎng)格區(qū)域。
Thin Mesher
為薄幾何體生成棱柱分層體積網(wǎng)格。
展開(kāi) 認(rèn)識(shí)網(wǎng)格3 | 選擇合適的網(wǎng)格類(lèi)型
學(xué)習(xí)有限元分析初期一般比較強(qiáng)調(diào)網(wǎng)格的重要性，這個(gè)階段大家會(huì)了解到各種各樣的網(wǎng)格（單元）類(lèi)型，如質(zhì)點(diǎn)，梁，三角形/四面體，四邊形/六面體等等，每種網(wǎng)格有其各自特點(diǎn)應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。其中，四面體和六面體的選擇問(wèn)題一直是大家爭(zhēng)議的話(huà)題，因此本文主要從個(gè)人角度給出一些建議，希望對(duì)大家有所幫助。
易用性
早期分析工程師受限于計(jì)算機(jī)的求解能力，會(huì)花大部分時(shí)間進(jìn)行幾何特征的簡(jiǎn)化以及模型的切分來(lái)得到完善的六面體網(wǎng)格。現(xiàn)在普通的個(gè)人筆記本也能比較輕松地完成幾十萬(wàn)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算，再加上有限元分析技術(shù)在工程領(lǐng)域的推廣需要壓縮前處理工作的占比使其看起來(lái)更加便于使用，因此長(zhǎng)期被打入冷宮的四面體網(wǎng)格又重新煥發(fā)了生機(jī)。這個(gè)時(shí)候大家更加注重網(wǎng)格的易用性，個(gè)人主要從兩個(gè)角度進(jìn)行說(shuō)明：復(fù)雜特征的適應(yīng)性，局部加密的便捷性。
復(fù)雜特征的適應(yīng)性
如圖所示基本幾何體使用六面體進(jìn)行劃分能夠一鍵生成，但是如果加上螺栓孔，整體的映射路徑被打斷，這個(gè)時(shí)候就需要進(jìn)行切割使得各部分可以映射，并控制相應(yīng)面網(wǎng)格質(zhì)量才能得到質(zhì)量較高的六面體網(wǎng)格：
當(dāng)更多的特征考慮進(jìn)去后，需要進(jìn)行更多的切割以及面網(wǎng)格控制才能得到高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格：
然而實(shí)際工程模型遠(yuǎn)遠(yuǎn)比上述復(fù)雜，如果前期不通過(guò)大量的經(jīng)驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行合理地簡(jiǎn)化，基本上很難使用六面體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這個(gè)時(shí)候四面體的優(yōu)勢(shì)就比較明顯：
由于使用四面體進(jìn)行網(wǎng)格劃分不需要像六面體那樣規(guī)則，因此對(duì)于復(fù)雜特征能夠在不進(jìn)行過(guò)多人為控制的情況下更好的適應(yīng)，這一點(diǎn)上四面體具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
展開(kāi) 
探究有限元分析中的網(wǎng)格類(lèi)型：殼單元、實(shí)體網(wǎng)格
有限元分析通過(guò)將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分解為許多小的單元（即網(wǎng)格），然后通過(guò)對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和分析，來(lái)模擬實(shí)際系統(tǒng)的行為。
1. 殼單元
殼單元是一種用于分析薄壁結(jié)構(gòu)的二維網(wǎng)格類(lèi)型。這些結(jié)構(gòu)可能包括板、殼等。
殼單元通過(guò)將結(jié)構(gòu)分割成許多小的三角形或四邊形單元來(lái)建模。
在殼單元中，每個(gè)單元代表了結(jié)構(gòu)的一個(gè)小區(qū)域，其具有自己的厚度和受力特性。
殼單元的數(shù)學(xué)原理基于薄壁結(jié)構(gòu)的理論，其中厚度方向的變形通常被忽略，從而簡(jiǎn)化了模型的建立和求解過(guò)程。殼單元適用于考慮板、殼的彎曲、扭曲等變形行為。
2. 實(shí)體網(wǎng)格（3D）
實(shí)體網(wǎng)格是用于三維模型的網(wǎng)格類(lèi)型。
它將模型中的幾何體分割成許多小的立方體或四面體單元。這些單元可以是六面體、四面體或其他類(lèi)型的體元。
實(shí)體網(wǎng)格的數(shù)學(xué)原理基于三維立體幾何和體積力學(xué)理論，可以用于模擬各種三維結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，如固體力學(xué)、熱力學(xué)等。
區(qū)別和應(yīng)用
在計(jì)算上，殼單元、實(shí)體網(wǎng)格各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。
殼單元適用于分析薄壁結(jié)構(gòu)的變形行為，適用于工程中許多板、殼等結(jié)構(gòu)的分析。
實(shí)體網(wǎng)格適用于對(duì)三維結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為進(jìn)行綜合分析，包括體積效應(yīng)和復(fù)雜的幾何形狀。
平面網(wǎng)格適用于分析平面結(jié)構(gòu)，例如平板、橋梁等，其計(jì)算效率較高，但只適用于忽略結(jié)構(gòu)厚度變化的情況。
歡迎留言批評(píng)指正。如果本文存在不夠清晰或準(zhǔn)確之處，請(qǐng)您不吝賜教。
個(gè)人學(xué)習(xí)總結(jié)，整理不易，未經(jīng)本人允許請(qǐng)勿搬運(yùn)。
展開(kāi) 自編程實(shí)現(xiàn)不同單元類(lèi)型的網(wǎng)格映射（包括像素網(wǎng)格）-原創(chuàng)帖
前面帖子講解的都是基于第三方軟件進(jìn)行像素網(wǎng)格或者界面自適應(yīng)網(wǎng)格的生成方法，在本帖簡(jiǎn)單展示下通過(guò)自編程插件或程序?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)格映射，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：不針對(duì)某類(lèi)單元、不針對(duì)幾何形狀、不針對(duì)幾何空間、整體效率高、方式多樣、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約時(shí)間，缺點(diǎn)是：不能處理真實(shí)形貌SEM圖片的網(wǎng)格映射。
具體思路在一個(gè)model中建立一個(gè)目標(biāo)part1，進(jìn)行多區(qū)域劃分，然后復(fù)制建立一個(gè)與目標(biāo)part相同尺寸的無(wú)區(qū)域切分part2（模型樹(shù)里刪除切分操作即可），然后進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后通過(guò)自編程插件或程序?qū)崿F(xiàn)無(wú)區(qū)域切分part2網(wǎng)格到目標(biāo)part1的映射。
下面給出幾個(gè)不同的例子;
1 規(guī)則形狀純四面體網(wǎng)格
2 規(guī)則模型純?nèi)切?em>網(wǎng)格
3 規(guī)則模型四邊形和三角形混合網(wǎng)格
4 規(guī)則模型純六面體網(wǎng)格
5 規(guī)則模型純四面體網(wǎng)格
6 規(guī)則模型純鍥形體網(wǎng)格
7 規(guī)則模型六面體和鍥形體混合網(wǎng)格
8 非規(guī)則形狀二維模型網(wǎng)格映射
純四邊形
純?nèi)切?四邊形和三角形混合
9 非規(guī)則形狀三維模型網(wǎng)格映射
純六面體
純四面體
純鍥形體
六面體和鍥形體混合
最后給出總結(jié)如下圖所示;
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展開(kāi) Star-ccm+網(wǎng)格劃分技巧之網(wǎng)格類(lèi)型及適用場(chǎng)合
使用STAR-ccm+軟件的工程師可能比較熟悉常見(jiàn)多面體（Polyhedral Mesher）、四面體（TetrahedralMesher）、切割體（Trimmed Mesher）等網(wǎng)格類(lèi)型。今天就來(lái)聊聊starccm+中所有網(wǎng)格類(lèi)型及適用場(chǎng)合。最后再給大家分享一下劃分網(wǎng)格使用技巧，絕對(duì)驚喜，幫助大家提高網(wǎng)格劃分效率。下表總結(jié)了Starccm+中當(dāng)前基于零件（Parts-based meshing）和區(qū)域（Regions-based meshing）的網(wǎng)格劃分中可用的網(wǎng)格劃分器。
大家在進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)有沒(méi)有遇到這樣的情況：
1、畫(huà)網(wǎng)格時(shí)間很長(zhǎng)；
2、畫(huà)網(wǎng)格到中途發(fā)生錯(cuò)誤，
這時(shí)候就要用到并行網(wǎng)格劃分（Parallel Meshing）。
并行網(wǎng)格劃分（Parallel Meshing）就是使用多個(gè)內(nèi)核數(shù)來(lái)加速網(wǎng)格生成，同時(shí)比單個(gè)內(nèi)核創(chuàng)建更大的網(wǎng)格。在對(duì)大型零件進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，此功能特別有用。并行網(wǎng)格是共形的，并且具有與串行網(wǎng)格相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量。
一定要注意，在模擬中使用并行網(wǎng)格劃分，請(qǐng)以并行模式啟動(dòng)模擬。
有些同學(xué)在平時(shí)操作過(guò)程可能已經(jīng)知道這個(gè)功能，是不是有時(shí)候無(wú)法使用Parallel Meshing呢？實(shí)際上并不是所有的網(wǎng)格類(lèi)型都適用于Parallel Meshing。以下網(wǎng)格類(lèi)型支持Parallel Meshing：Polyhedral Mesher、TetrahedralMesher、Prism LayerMesher、Trimmed Mesher；同樣這些網(wǎng)格類(lèi)型不支持Parallel Meshing：Thin Mesher、Extruder Mesher、GeneralizedCylinder Mesher、Advancing Layer Mesher。
展開(kāi) 基于oof2實(shí)現(xiàn)不同單元類(lèi)型的網(wǎng)格映射（包括像素網(wǎng)格）-原創(chuàng)帖
上一個(gè)帖子講了通過(guò)二次開(kāi)發(fā)編程實(shí)現(xiàn)不同單元類(lèi)型的網(wǎng)格映射，本帖再介紹下oof2實(shí)現(xiàn)不同單元類(lèi)型的網(wǎng)格映射，這種方法有個(gè)限制條件：暫時(shí)不能用于三維模型（初步功能開(kāi)啟），但是它也有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于真實(shí)形貌的SEM圖像也是可以處理的。
主要思路：在導(dǎo)入oof2前對(duì)圖片中不同區(qū)域賦予不同顏色，然后在oof2中進(jìn)行圖像處理，然后建立不同顏色像素集合，再進(jìn)行骨架劃分，同一個(gè)圖片可以進(jìn)行不同的種類(lèi)的骨架劃分，然后對(duì)骨架進(jìn)行細(xì)化、界面捕捉、分割、光滑等處理，最后生成有限元網(wǎng)格，導(dǎo)出ABAQUS格式。
下面給出在oof2中處理的不同形狀、不同單元類(lèi)型的二維模型示例圖（這只是一個(gè)例子展示，大家不用較真，圖片在ps中進(jìn)行了輕微處理，獲得的網(wǎng)格界面處理的非常好）：
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展開(kāi) ICEM-鋸齒機(jī)翼類(lèi)型結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
對(duì)于這樣的鋸齒機(jī)翼結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，難點(diǎn)比較多，又得考慮周期性，因此這個(gè)畫(huà)法比較特殊，分塊策略和之前大不同，需要根據(jù)機(jī)翼兩端將塊進(jìn)行周期處理。（PS:一兩句說(shuō)不清，就是大概這么個(gè)意思）
Moldex3D模流分析之hybrid與hexa網(wǎng)格類(lèi)型模擬分析
射出壓縮成型模塊的限制
Moldex3D射出壓縮成型模塊只支持solid網(wǎng)格模型，且壓縮區(qū)域的網(wǎng)格在Moldex3D Mesh中須設(shè)定為射出壓縮面。使用射壓縮模塊也需要較高的實(shí)體網(wǎng)格質(zhì)量，只有hybrid與hexa網(wǎng)格類(lèi)型適用于模擬分析。
注意：射出壓縮成型模塊不支持純tetra與pyramid網(wǎng)格。
1. 前處理 (Pre-processing)
其前處理階段的步驟與基本模塊的相似：
步驟1：新項(xiàng)目建立
步驟2：設(shè)定分析系統(tǒng)并建立網(wǎng)格
步驟3：設(shè)定材料及成型參數(shù)
步驟4：執(zhí)行分析并觀測(cè)分析結(jié)果
以下將列出特定步驟的操作說(shuō)明。
產(chǎn)生網(wǎng)格模型 (General Mesh)
壓縮面是塑件在充填階段時(shí)被動(dòng)模所壓縮的表面。在壓縮面上的邊界條件需在前處理步驟中設(shè)定。下述將介紹如何在Moldex3D Mesh中設(shè)定邊界條件。
設(shè)定壓縮邊界條件的步驟 (Compression Boundary Condition Setting)
在設(shè)定邊界條件之前，應(yīng)先提供質(zhì)量良好的前處理網(wǎng)格模型。此設(shè)定包含選擇壓縮面區(qū)域及確認(rèn)其方向。
檢查塑件上的自由面 (Check Free Surface on the Part)
選擇塑件網(wǎng)格，點(diǎn)擊檢查自由面（Check the Free Surfaces）。注意：如果邊界網(wǎng)格是一個(gè)封閉的表面，將產(chǎn)生封閉的邊界網(wǎng)格且標(biāo)示為紅色。
選擇公模壓縮的產(chǎn)品面 (Select the Desired Surface)
選擇邊界條件的面，復(fù)制它們至新建立的圖層名稱(chēng)，就像下圖中的BC圖層，然后隱藏不適合的面。
展開(kāi) 仿真應(yīng)用 | 單元類(lèi)型和網(wǎng)格密度對(duì)有限元求解的影響
南京安世亞太公司
在有限元分析中，單元類(lèi)型的選擇和網(wǎng)格密度的定義，對(duì)求解結(jié)果非常重要。并且隨著硬件資源和軟件算法的發(fā)展，單元類(lèi)型和網(wǎng)格密度與有限元求解結(jié)果的關(guān)系在不斷變化。傳統(tǒng)的看法可能不再適用現(xiàn)在的環(huán)境。與時(shí)俱進(jìn)變得重要。
1 一個(gè)陳舊的爭(zhēng)議
今年是2021年，在十五乃至二十年前，有限元力學(xué)分析是一個(gè)非常高大上的話(huà)題，那時(shí)候計(jì)算機(jī)硬件遠(yuǎn)沒(méi)現(xiàn)在這么普及和擁有強(qiáng)大的計(jì)算力，有限元軟件也沒(méi)有現(xiàn)在好用。那時(shí)候國(guó)內(nèi)的CAE工程師很少，并且其中大部分只是網(wǎng)格處理工程師而已。他們可能只是為國(guó)外的工程師劃分好網(wǎng)格，沒(méi)有太多機(jī)會(huì)參與后續(xù)的分析求解。僅是一個(gè)網(wǎng)格處理工程師的話(huà)，那是非常枯燥并且沒(méi)有前途的工作。那個(gè)年代很在意網(wǎng)格，因?yàn)橛布懔τ邢蓿枰ＷC求解精度的前提下最大可能降低網(wǎng)格規(guī)模，并且網(wǎng)格劃分軟件不好用，需要大量的繁瑣操作。從那時(shí)候開(kāi)始，便留下了一些傳說(shuō)。
六面體單元比四面體好
四邊形單元比三角形單元好
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格比非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格好
低階單元也會(huì)被經(jīng)常使用
花費(fèi)更多精力劃分出高質(zhì)量的網(wǎng)格是值得的
然而，時(shí)過(guò)境遷，有些傳說(shuō)變成了謬誤。在當(dāng)前的計(jì)算硬件條件和軟件算法下，應(yīng)該怎么看待單元形狀和階次對(duì)求解結(jié)果的影響，我們需要些與時(shí)俱進(jìn)的看法。
展開(kāi) 
有限元仿真分析技術(shù)中網(wǎng)格劃分的類(lèi)型與步驟
再如，對(duì)于循環(huán)對(duì)稱(chēng)模型（如旋轉(zhuǎn)機(jī)械等），可僅建立一個(gè)扇區(qū)作為分析模型，利用CPCYC命令可自動(dòng)對(duì)扇區(qū)的兩個(gè)切面上的所有對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)建立自由度耦合條件（用MSHCOPY命令可非常方便地在兩個(gè)切面上生成對(duì)應(yīng)網(wǎng)格）。
六、利用子區(qū)模型等其它手段
子區(qū)模型是一種先總體、后局部的分析技術(shù)（也稱(chēng)為切割邊界條件方法），對(duì)于只關(guān)心局部區(qū)域準(zhǔn)確結(jié)果的復(fù)雜幾何模型，可采用此手段，以盡量小的工作量來(lái)獲得想要的結(jié)果。
其過(guò)程是：先建立總體分析模型，并忽略模型中的一系列細(xì)小的特征，如導(dǎo)角、開(kāi)孔、開(kāi)槽等（因?yàn)楦鶕?jù)圣維南原理，模型的局部細(xì)小改動(dòng)并不特別影響模型總的分析結(jié)果），同時(shí)在該大模型上劃分較粗的網(wǎng)格（計(jì)算和建模的工作量都很小），施加載荷并完成分析；其次，（在與總體模型相同的坐標(biāo)系下）建立局部模型，此時(shí)將前面忽略的細(xì)小特征加上，并劃分精細(xì)網(wǎng)格（模型的切割邊界應(yīng)離關(guān)心的區(qū)域盡量遠(yuǎn)），用CBDOF等系列命令自動(dòng)將前面總體模型的計(jì)算結(jié)果插值作為該細(xì)模型的邊界條件，進(jìn)行求解計(jì)算。
該方法的另外好處是：可以在小模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化（或任意改變）所關(guān)心的細(xì)小特征，如改變圓角半徑、縫的寬度等；總體模型和局部模型可以采用不同的單元類(lèi)型，比如，總體模型采用板殼單元，局部模型采用實(shí)體單元等。
子結(jié)構(gòu)（也稱(chēng)超單元）也是一種解決大型問(wèn)題的有效手段，并且在Abaqus中，超單元可以用于諸如各種非線(xiàn)性以及裝配件之間的接觸分析等，有效地降低大型模型的求解規(guī)模。
展開(kāi) 網(wǎng)格類(lèi)型對(duì)懸置減振元件有限元計(jì)算的影響研究
對(duì)零件的特性進(jìn)行仿真涉及諸多方面,網(wǎng)格劃分、本構(gòu)模型的選擇、材料模型參數(shù)的獲得、計(jì)算方法的選擇等。本文將在其他參數(shù)都保持不變的情況下探討一下網(wǎng)格類(lèi)型對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。本文所研究的懸置減振元件的UG模型見(jiàn)圖1。
圖1 分析所用懸置彈性元件UG模型
1、本構(gòu)模型
橡膠材料具有幾何和材料雙重非線(xiàn)性，通常情況下體積是不可壓縮的并且橡膠材料的變形是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，伴隨著大位移、大應(yīng)變，且其力學(xué)行為對(duì)溫度、環(huán)境、應(yīng)變歷史、加載速率十分敏感，這樣就使得描述橡膠的行為非常復(fù)雜，所以橡膠材料需定義橡膠的非線(xiàn)性本構(gòu)模型。
描述橡膠的本構(gòu)模型種類(lèi)相當(dāng)多，常用的多項(xiàng)式模型有Mooney-Rivlin模型，Neo-Hookean模型，Ogden模型以及Yeoh模型等。
本研究統(tǒng)一使用Mooney-Rivlin模型, 邵氏硬度50度的橡膠材料參數(shù)為C10=0.2969，C01=0.0584。
2、兩種網(wǎng)格類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn)
2.1四面體網(wǎng)格
優(yōu)點(diǎn)：對(duì)復(fù)雜的幾何模型適應(yīng)性好，多用于自由網(wǎng)格劃分，可以快速生成網(wǎng)格；
缺點(diǎn)：同樣網(wǎng)格尺寸條件下，分析結(jié)果精度相對(duì)六面體要差一些，獲得同等精度需要采用高階單元，從而會(huì)導(dǎo)致更大的計(jì)算量；
圖2 劃分完成的四面體網(wǎng)格模型
2.2六面體網(wǎng)格
優(yōu)點(diǎn)：六面體網(wǎng)格單元的計(jì)算精度明顯要高于四面體單元。其次，在實(shí)體離散過(guò)程中，采用相同大小的單元尺寸的情況下，六面體網(wǎng)格劃分的單元數(shù)量要比四面體網(wǎng)格劃分的單元數(shù)量少很多。較少的單元數(shù)量意味著有限元計(jì)算所需時(shí)間較少。
展開(kāi) abaqus單元類(lèi)型
由于在單元內(nèi)部近似為應(yīng)變場(chǎng)，精細(xì)的網(wǎng)格劃分可用于求解彎曲變形和高應(yīng)變梯度； 考慮到在復(fù)合材料層合殼模型中剪切柔度的影響，將采用“厚”殼單元（S4R,S3R,S8R） 四邊形或三角形的二次殼單元，用于一般的小變形薄殼是很有效的。它們對(duì)剪力自鎖和薄膜鎖死是不敏感的； 在接觸模擬中不用選用二階三角形殼單元（STRI65），要采用9節(jié)點(diǎn)的四邊形殼單元（S9R5）; 對(duì)于僅經(jīng)歷幾何線(xiàn)性行為的非常大的模型，線(xiàn)性、薄殼單元（S4R5）一般將比通用殼單元花費(fèi)更少； 小結(jié)： 殼單元的橫截面特性可以由沿厚度方向的數(shù)值積分確定（*SHELL SECTION），或在分析開(kāi)始時(shí)應(yīng)用計(jì)算的橫截面剛度（*SHELL GENERAL SECTION）； *SHELL GENERAL SECTION是非常有效的，但僅用于線(xiàn)性材料，*SHELL SECTION可用于線(xiàn)性和非線(xiàn)性材料； 數(shù)值積分在沿殼厚度方向的一系列積分點(diǎn)上進(jìn)行。這些積分點(diǎn)就是單元變量可以被輸出的位置。最外層的積分點(diǎn)位于殼單元的表面。 殼單元法線(xiàn)方向決定了單元的正和負(fù)表面，為了正確地定義接觸和解釋輸出數(shù)據(jù)，必須知道其對(duì)應(yīng)的是哪個(gè)面。殼法線(xiàn)還定義了施加在單元上正壓力載荷的方向，并可以在ABAQUS/Post中畫(huà)出； 殼單元利用材料方向局部化到每個(gè)單元。在大位移分析中，局部材料軸隨單元而轉(zhuǎn)動(dòng)。*ORIENTATION被用來(lái)定義非默認(rèn)的局部坐標(biāo)系統(tǒng)。單元的變量，如應(yīng)力和應(yīng)變，在局部方向輸出； *TRANSFORM定義節(jié)點(diǎn)的局部坐標(biāo)系，集中載荷和邊界條件被應(yīng)用在局部坐標(biāo)系中。所用節(jié)點(diǎn)的輸出，如位移，也默認(rèn)為基于局部的坐標(biāo)系； 矢量圖可以使模擬結(jié)果可視化，特別是用來(lái)觀察結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和載荷路徑。
展開(kāi) Abaqus文件類(lèi)型匯總
Abaqus在求解不同問(wèn)題時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生不同的文件類(lèi)型，有些文件計(jì)算完成后仍然保存著，有些文件計(jì)算完成后就會(huì)自動(dòng)刪除，有些在計(jì)算過(guò)程中就刪除，不同的文件扮演著不同的角色，認(rèn)識(shí)這些文件可幫助我們更加了解Abaqus的文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，下面就對(duì)每個(gè)文件進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹：
1. model_database_name.cae
模型文件，包含所有模型信息，也包含在CAE界面編輯的關(guān)鍵字。可直接打開(kāi)后提交計(jì)算；
2. model_database_name.jnl
日志文件，包含用于復(fù)制已存儲(chǔ)模型數(shù)據(jù)庫(kù)的ABAQUS/CAE命令，*.cae和 *.jnl構(gòu)成支持CAE的兩個(gè)重要文件，要保證在CAE下打開(kāi)一個(gè)項(xiàng)目，這兩個(gè)文件必須同時(shí)存在；
3. job_name.inp
輸入文件，專(zhuān)門(mén)用于Abaqus求解的文件。由abaqus Command支持計(jì)算起始文件，它也可由CAE打開(kāi)。通常用于批處理求解及個(gè)別參數(shù)修改；
4. job_name.dat
數(shù)據(jù)文件：文本輸出信息，記錄分析、數(shù)據(jù)檢查、參數(shù)檢查等信息。ABAQUS/Explicit的分析結(jié)果不會(huì)寫(xiě)入這個(gè)文件；
5. job_name.sta
狀態(tài)文件：包含分析過(guò)程信息，時(shí)間增量、時(shí)間步等；
6. job_name.msg
是計(jì)算過(guò)程的詳細(xì)記錄，分析計(jì)算中的平衡迭代次數(shù)，計(jì)算時(shí)間， 警告信息，等等可由此文件獲得；
7. job_name.res
重啟動(dòng)文件，用于不同類(lèi)型的重啟動(dòng)計(jì)算，以及隱式和顯式聯(lián)合求解問(wèn)題；
8. job_name.odb
輸出數(shù)據(jù)庫(kù)文件，即結(jié)果文件，需要由Visuliazation打開(kāi)，提取云圖、曲線(xiàn)、動(dòng)畫(huà)等；
9.
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