abaqus無限網格的案例
無限元在Abaqus靜力分析中的應用
-02-
Abaqus中的無限元
2.1
單元分類
Abaqus針對平面應力/應變、三維應力以及軸對稱問題均提供了相應的無限元，對于Abaqus/Standard還可以使用帶有減縮積分的無限元。此外Abaqus還提供有聲學無限元。無限元在Abaqus單元庫中遵循如圖4所示的命名慣例。
圖4 Abaqus無限元命名慣例
例如，CIN3D8代表一個8節點線性實體無限元。
2.2
用于靜力分析的無限元的節點定義
由于無限元具有方向性，因此無限元的節點定義方式相比于常規單元有一些特殊的要求。在Abaqus中，無限元的節點編號順序必須使得無限元的第一個單元面（對于平面單元為第一個單元邊）能夠與常規單元的單元面（或單元邊）連接。例如，圖5給出了Abaqus提供的無限元及其節點定義。
（a）平面應力/應變無限元
（b）軸對稱無限元
（c）三維無限元
圖5 Abaqus提供的無限元
例如，對于圖5（a）中的4節點和5節點平面應力/應變無限元，只有4節點無限元的節點1和節點2構成的單元邊才能與常規平面應力/應變單元的單元邊連接；而在5節點無限元中，只有節點1、節點2以及中間節點5構成的單元邊才能與常規的二階平面應力/應變單元的單元邊連接。
此外，在顯式動力學分析中，無限元節點中不屬于第一個面的區域的處理方式與其他分析有所不同。在無限域的方向這些節點會遠離有限元網格。對于顯式分析，這些節點的位置是沒有意義的，并且在顯式動力學分析中不能將載荷和邊界條件賦予到這些節點上。但在通用靜力分析中，這些處于遠離有限元網格區域一側的節點在單元定義中同樣重要，并且能夠賦予載荷和邊界條件。因此如果無限域存在某些邊界條件，如對稱約束，則必須在無限元上也賦予相應的邊界條件。
展開 Abaqus無限單元的建立方法
在網格顯示中，1號單元的節點編號順序如下圖所示，在此，無限單元的方向是從原點向外，如圖5和6。以1號單元為例，inp中的編號排列是 1,110, 143, 168, 109, 1, 9, 58, 4；所以需要進行修改，將58,168,109,4（逆時針排列）四個節點編號放在后面，而且58與9在一條直線上，改為 1,9,143,110,1,58,168,109,4。對于大范圍節點編號順序的修改，建議采用UltraEdit軟件，列-列模式進行批量修改。
上圖為有限元單元模型
上圖為無限元單元模型
22.rar
附件為inp文件
展開 關于ABAQUS無限元邊界
大家修改完文件里面的單元類型后，容易出現單元節點順序不對的情況，這里只需要大家在劃分網格的時候，使用掃掠，并且需要定義掃掠的路徑！！！！！路徑非常重要，路徑的方向為朝外，這樣就不會出現單元節點順序錯誤的情況，也不用很麻煩的一個個的節點修改。
我還會做一些盾構開挖，抗震，基坑模擬等等，需要的給我留言。
【Abaqus無限射流沖擊】SPH和CEL方法
</p><p>SPH方法的特點是不需要多余的網格，但需要修改關鍵詞，而且得在inp文件增加接觸；而且SPH數量也不是無限的，需要給定最大數量。</p><p><br></p><p><a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4NDg4MzIxOA==&mid=2247483831&idx=1&sn=c28246eff78d4dfa920c85a38b12343d&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">【Abaqu SPH】 SPH方法分析侵徹</a></p>
展開 
ABAQUS中無限單元的使用（一）——2D操作案例
ABAQUS中無限單元的使用（一）
——2D操作案例
作者：Nick_Liu
使用無限單元可以用消除應力波的反射，從而以較小的模型得到和整體模型一致的計算結果，在節省計算資源和提高計算精度方面具有很大優勢。一般局部加載對整體影響不大或者問題為無邊界時可以使用無限單元模型。
ABAQUS 6.14提供了17種無限單元。非聲學問題中常用的無限單元有：CINAX4、CIN3D8、CINPE4和CINPS4。使用時只需在input文件中修改單元類型的關鍵字即可。
使用無限單元的關鍵在于模型區域的劃分。本文通過隨時空變化壓力載荷作用于圓柱體的案例，演示二維無限單元模型的建立過程。
1）建模過程
Step-1：建立軸對稱模型，并將模型分成3個區域，如圖1所示：
圖1 建模和分塊
Step-2：設置邊界區域厚度方向的種子密度為1，寬度方向種子數量相同；內部區域單元類型為CAX4R，邊界區域單元類型為CAX4；劃分網格如圖2所示：
圖2 模型網格
Step-3：孤立網格，調整堆疊方向，如圖3所示：
圖3 調整堆疊方向
Step-4：賦予材料屬性，建立裝配體和動態分析步（Dynamic, Explicit）。
Step-5：在模型頂部通過VDLoad子程序施加大小隨時間和空間變化的壓力；同時對模型施加對稱和固定約束，如圖4所示：
圖4 載荷和約束
Step-5：新建Job，輸出Input文件，將Input文件中的單元類型CAX4改為CINAX4。
Step-6：通過修改后的Input文件新建Job并提交計算。
2）計算結果
計算結果如圖5所示：
圖5 計算結果
可以看到，應力傳遞至白色的無限單元邊界時沒有進行反射，其結果與實際情況是一致的。
3）注意事項
a. 厚度方向只能有一個單元；
b.
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
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展開 Abaqus接觸分析時什么樣的網格是最佳的？
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、裝配以及靜力學分析步的施加：
模型裝配
3、在相互作用模組，設置軸外表面和孔內表面之間的面-面接觸，并設置過盈配合：
接觸屬性的設置
面-面接觸設置
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、對模型進行切分，同時對軸和孔劃分網格，通過全局布種和局部布種控制軸和孔網格數量：
軸網格布種
孔網格布種
6、調整軸外圈網格數量與孔內圈網格數量在左半部分與右半部分不一致，使左半部分的網格節點重疊，右半部分的網格節點存在錯位，完成網格劃分后的模型為：
網格劃分
7、提交分析，接觸壓力的結果如下圖所示：
接觸壓力對比1
可以看出，當接觸位置的網格節點重合時，可獲得連續的接觸壓力分布；當接觸位置的網格節點不重合時，接觸面的接觸壓力分布不均勻，仿真結果較差。
8、進一步，在相互作用模組調整表面平滑surface smoothing選項：
調整表面平滑選項
提交分析，仿真結果如下圖所示：
接觸壓力對比2
結論：（1）、在面-面接觸分析中，控制主從面網格節點位置重合可獲得高質量的仿真結果；
（2）、在網格節點不重合時減小網格尺寸，其效果有時反而不如大網格尺寸下調整節點位置；
（3）、在相互作用模組調整表面平滑選項也能改善包括接觸應力和米氏應力等在內的應力分布。
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。
展開 
ABAQUS中網格劃分技術
它具有以下特征： ① 使用該算法得到的網格可以與種子的位置吻合的很好，但在較窄的區域內，精確匹配每個種子可能會使網格發生歪斜，導致網格的質量下降。
② 使用該算法很容易得到單元大小均勻的網格，但不代表網格質量一定好（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，網格中的小單元會限制增量步長。
③ 使用該算法很容易實現從粗網格到細網格的過渡，所以建議在網格過渡區使用該算法。
④ Advancing Front算法克服了Medial Axis算法的缺點，它支持從CAD軟件導入的不精確模型和二維模型的虛擬拓撲。
當模型非常復雜時，一般使用Tet（四面體）單元來劃分網格。在劃分Tet單元網格時，ABAQUS會首先在實體的外表面上劃分三角形網格，作為Tet單元網格的基礎。如果模型規模是非常大，劃分Tet單元網格會花費很長的計算機時，可以在開始劃分Tet單元網格之前，首先預覽外表面上的三角形網格，以便盡早可以發現錯誤，縮短建模時間。
如果無法成功劃分Tet網格，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軟件導入的，則應該檢查模型本身是否就有這種問題。
2）在Mesh功能模塊中，可以使用virtual topology來合并小的邊或小的面，也可以忽略某些邊或者頂點。
3）在無法生成網格的地方加密種子，可能得到意想不到的效果。
在網格劃分時，有時會出現網格劃分失敗的對話框，原因有很多，例如：幾何模型有問題，例如模型中有自由邊或很小的邊、面、尖角或縫隙等，這可以使用虛擬拓撲進行修補；種子布置得太稀疏，通過加密種子同樣可以解決這個問題。
展開 關于Abaqus/CAE中的網格劃分
?如果必要，可以在作業模塊提交數據檢查分析，并察看Abaqus 在數據文件中顯示的信息。
13、質量和網格查詢
?質量查詢
?質量、面積、體積、質心和轉動慣量
?支持實體、殼、點以及非結構質量單元
?在CLI窗口顯示結果
網格統計
?提供了部件實例名字、每種形狀單元的個數和節點個數等信息
?提供了單元類型和分配給區域的網格劃分技術信息
來源：CAE技術聯盟
Abaqus由孤立的網格生成surface
Abaqus由孤立的網格生成surface
Abaqus計算后可再次導入單元節點模型，如圖1所示。該模型只有單元和節點，沒有幾何模型信息，可以采用Abaqus的相關功能由這些變形后的網格生成新的實體，并且在變形幾何模型的基礎之上進行網格重劃分。
圖1
操作位置如圖2所示。
圖2
也可以在主菜單的Tools-Geometry Edit找到。
也就是通過單元面element face生成surface。
選擇單元表明的時候有幾種方式，比較常用的是by angle 和by limiting angle，如圖3所示。
圖3
可以自己設置角度大小，對于變形不大的基本采用by angle都能解決，單元變形小的需要通過by limiting angle，逐段生成surface。
選擇完成后點擊Done，即可生成如圖4所示的surface。
圖4
同樣生成其他的surface，全部完成如圖5所示。
圖5
如果要刪除原來的網格信息，在樹狀菜單下面可以直接刪除，具體是orphan mesh。刪除后界面只有surface信息。
展開 ABAQUS網格大小對混凝土本構模型影響的案例分析 附Abaqus混凝土材料模型解讀與參數設置 V2
網格大小又對模型表現出來的本構有怎樣的影響呢？
本文就以ABAQUS模擬棱柱體混凝土試塊為例，混凝土強度等級為C110，棱柱體尺寸為100mm*100mm*300mm。（就是我們平常做高強混凝土軸心抗壓強度試塊的尺寸）
模擬數據
本文采用受壓本構數據如下：
本文采用受拉本構數據如下：
模擬時網格分別設為10mm、30mm、50mm和90mm。
加載方式采用在參考點處施加位移的方式，設置參考點與棱柱體頂面耦合。
邊界條件設置為與實際試塊加載的約束條件相同。
模擬結果
模擬得到的力和位移數據經過處理，可以得到應力和應變關系曲線，如下圖。
從模擬結果來看，網格大小確實對混凝土本構有影響。
1，整體趨勢來看，網格越小，混凝土模型表現出的抗壓強度越大，峰值應變越小，達到峰值后承載力下降越快，相當于混凝土越脆。
2，網格10mm和網格30mm的本構基本完全相同，但10mm網格的計算時間是30mm的8倍。因此采用10mm的網格不太經濟。
3，網格10mm和網格30mm的本構峰值強度比原始本構下降6.6%，網格50mm的下降了10.5%，網格90mm的下降了11.7%。下降幅度倒是差別不大。
所以網格的大小確實會影響模型的響應，導致其表現出的本構與實際不同。
下載地址：Abaqus混凝土材料模型解讀與參數設置 V2
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