abaqus網(wǎng)格選擇的案例
Abaqus中選擇三維實(shí)體單元類型的基本原則 附abaqus三維筒體過渡網(wǎng)格劃分下載
來源：力學(xué)與Abaqus仿真
對于大多數(shù)Abaqus用戶，在選擇單元類型時(shí)都會(huì)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(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型。從今天開始，陸續(xù)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(shí)體單元類型時(shí)應(yīng)遵循以下原則：
● 對于三維區(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，在選擇單元類型時(shí)還應(yīng)注意以下方面：
● 對于應(yīng)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(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)間相對較短。
展開 認(rèn)識(shí)網(wǎng)格4 | 選擇合適的網(wǎng)格密度(梁_靜剛度)
在學(xué)習(xí)有限元分析時(shí)，為了確保不在網(wǎng)格問題上踩坑，會(huì)被告知需要進(jìn)行“網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證”。然而當(dāng)真正進(jìn)行一個(gè)復(fù)雜裝配體分析時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，能夠按時(shí)得到一個(gè)相對說得通的結(jié)果已是萬幸，可能根本沒有時(shí)間和心力去進(jìn)行后面的校對工作。因此，這系列文章會(huì)對一些典型結(jié)構(gòu)類型在常見工況不同網(wǎng)格密度下的剛強(qiáng)度進(jìn)行一定的對比，希望結(jié)果對大家有所借鑒。
梁
日常生活中有大量的結(jié)構(gòu)是基于桿梁體系建造的，小到晾衣架、板凳，大到房屋、橋梁，對于有限元分析來說，雖然理論上都可以使用實(shí)體單元進(jìn)行計(jì)算，但是一旦模型規(guī)模龐大，我們還是不得不使用梁單元對這類結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化。
那么對于使用梁單元搭建的模型，多大的網(wǎng)格密度才能捕捉到結(jié)構(gòu)的靜剛度呢？本文主要遵循由簡到繁的思路，通過案例對比的方式，和大家一起探討下其中的問題。
需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是：本文案例使用的求解器為HyperWorks的結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化求解器OptiStruct，單元類型為cbeam，對應(yīng)的分析問題為靜剛度問題，對于不同求解器中的梁單元，可能由于單元性質(zhì)的不同得到不一樣的結(jié)論，比如筆者試過使用ANSYS的beam188計(jì)算得到的部分結(jié)論與本文并不一致。
靜剛度
一般結(jié)構(gòu)分析的目的是為了得到結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度信息，每種根據(jù)對應(yīng)的工況類型又有靜力和動(dòng)力之分，其中靜剛度是最為基本也是最為重要的分析內(nèi)容，所以文章選擇以此為切入點(diǎn)展開探討。
展開 認(rèn)識(shí)網(wǎng)格3 | 選擇合適的網(wǎng)格類型
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)用于不同的場合。其中，四面體和六面體的選擇問題一直是大家爭議的話題，因此本文主要從個(gè)人角度給出一些建議，希望對大家有所幫助。
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)行幾何特征的簡化以及模型的切分來得到完善的六面體網(wǎng)格?，F(xiàn)在普通的個(gè)人筆記本也能比較輕松地完成幾十萬節(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更加便于使用，因此長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，如果前期不通過大量的經(jīng)驗(yàn)對模型進(jìn)行合理地簡化，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，因此對于復(fù)雜特征能夠在不進(jìn)行過多人為控制的情況下更好的適應(yīng)，這一點(diǎn)上四面體具有絕對的優(yōu)勢。
展開 對于大型模擬應(yīng)選擇四面體網(wǎng)格還是六面體網(wǎng)格？
第二，可以將四面體與六面體聯(lián)合解決工程問題，利用四面體網(wǎng)格找出問題出現(xiàn)的位置，然后再提取子模型并對子模型劃分六面體網(wǎng)格，這樣在精度和效率方面都能有所補(bǔ)償。
以上引用觀點(diǎn)均來自于技術(shù)鄰熱帖“討論/對于大型模型你是選擇四面體網(wǎng)格還是六面體網(wǎng)格？”。
了解更多，可到原討論帖中觀看。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/298369
討論/對于大型模型你是選擇四面體網(wǎng)格還是六面體網(wǎng)格？
四面體網(wǎng)格劃分簡單，但精度不高，且網(wǎng)格數(shù)量大。
六面體網(wǎng)格劃分需耗費(fèi)大量的時(shí)間，且對網(wǎng)格劃分經(jīng)驗(yàn)要求高，但網(wǎng)格數(shù)量較少，可節(jié)省計(jì)算時(shí)間且精度高。
So 對于大型模型你是選擇四面體網(wǎng)格還是六面體網(wǎng)格？
A、我選擇四面體網(wǎng)格
B、我選擇六面體網(wǎng)格
C、我有別的答案
你會(huì)如何選擇，歡迎在評論中分享你的看法。
評論中的亮點(diǎn)回復(fù)可獲得小禮品
CAE書籍任選、CAE聯(lián)盟紀(jì)念杯任選。
禮物發(fā)送時(shí)間：11月14日
展開 CAE前處理 | 選擇合適的網(wǎng)格密度：圓角
因此，本文選擇該模型作為對比的標(biāo)準(zhǔn)模型。并且由于低階四面體，高階四面體，低階六面體，高階六面體都是現(xiàn)在常用的實(shí)體單元類型，所以文章會(huì)對這些單元的計(jì)算結(jié)果都進(jìn)行一個(gè)評估對比。
03 分析規(guī)劃
分析對比一定不是盲目地，而是需要針對所分析的問題去仔細(xì)規(guī)劃，而正式規(guī)劃之前，我們還必須對所分析的問題具有一定程度的了解。
臺(tái)肩在受到標(biāo)準(zhǔn)拉伸載荷時(shí)的應(yīng)力分布：
首先，應(yīng)力熱點(diǎn)位置出現(xiàn)在臺(tái)肩過渡圓角根部，也就是說這里是后續(xù)進(jìn)行局部加密的重點(diǎn)區(qū)域。
其次，應(yīng)力集中具有軸對稱性，因此后續(xù)并不需要對周向網(wǎng)格的劃分進(jìn)行探討。
下面我們來看下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力在繞軸向和徑向的分布特點(diǎn)：
顯然，繞軸線方向和徑向方向上應(yīng)力均具有典型的非線性變化，也就是說和常規(guī)的彎曲/扭轉(zhuǎn)線性應(yīng)力，拉伸均勻應(yīng)力不同，我們確確實(shí)實(shí)需要使用更密的網(wǎng)格才能去捕捉到這些非線性變化趨勢。
同時(shí)我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)，沿著軸線方向的應(yīng)力變化比徑向方向更加附加和劇烈，所以，為了減少前處理的參變量，主要以研究軸線方向上的網(wǎng)格劃分為主即可。
臺(tái)肩在受到標(biāo)準(zhǔn)扭轉(zhuǎn)載荷時(shí)的應(yīng)力分布：
其實(shí)大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，圓軸受到扭轉(zhuǎn)載荷的應(yīng)力分布比拉伸載荷要更加有規(guī)律性，同樣是軸對稱規(guī)律，并且軸扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力理論上規(guī)律性會(huì)更加接近線性，同樣提取結(jié)構(gòu)的應(yīng)力在繞軸向和徑向的分布特點(diǎn)：
和預(yù)估的一樣，受到扭矩作用時(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化趨勢相對更加緩和，也就是說對于臺(tái)肩模型，如果能夠達(dá)到拉伸載荷局部應(yīng)力捕捉要求應(yīng)該也是能夠滿足扭轉(zhuǎn)載荷的需求。
展開 CFD 分析中如何選擇有效網(wǎng)格系統(tǒng)
■ 解的強(qiáng)壯性和可靠性
■ 計(jì)算速度和存儲(chǔ)
這就是為什么 CFD 計(jì)算網(wǎng)格系統(tǒng)的選擇是一項(xiàng)重要的工作。
1.2 網(wǎng)格系統(tǒng)如何進(jìn)行選擇？
在用于 CFD 分析的網(wǎng)格系統(tǒng)選擇時(shí)有兩個(gè)非常重要的方面：
(1)網(wǎng)格的形狀，主要的選擇有：
■ 笛卡兒——立方體網(wǎng)格，并且網(wǎng)格面與笛卡兒坐標(biāo)系中的 X、Y、Z 軸相平行。
■ 六面體——六面體網(wǎng)格，是笛卡兒網(wǎng)格的某種扭曲，可以是“笛卡兒網(wǎng)格拓補(bǔ)”（也就是類似笛卡兒網(wǎng)格，但是網(wǎng)格被扭曲）或者“適體網(wǎng)格”（通過扭曲笛卡兒網(wǎng)格，使其很好的與物體的表面貼合）
■ 四面體——四個(gè)面的網(wǎng)格，例如三棱錐形網(wǎng)格
(2)網(wǎng)格的排列，主要的選擇有：
■ 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格——網(wǎng)格中節(jié)點(diǎn)排列有序，鄰點(diǎn)間的關(guān)系明確。
■ 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格——節(jié)點(diǎn)位置無法用一個(gè)固定的法則予以有序的命名。
■ 部分非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（partially unstructured）——在某一區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格與其它結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格以某種方式結(jié)合的網(wǎng)格。并非所有的網(wǎng)格形狀與網(wǎng)格排列都具有現(xiàn)實(shí)意義。最為常用的網(wǎng)格如下：
■ 笛卡兒——無論是結(jié)構(gòu)化還是部分結(jié)構(gòu)化都被廣泛的應(yīng)用到 CFD 的諸多領(lǐng)域。
■ 六面體網(wǎng)格——結(jié)構(gòu)化和部分結(jié)構(gòu)化（經(jīng)常用于“適體”）常用于“空氣動(dòng)力學(xué)”方面的應(yīng)用（燃?xì)廨啓C(jī)葉片、機(jī)翼、流線型物體），這主要是因?yàn)榭梢詫?em>網(wǎng)格很好的貼合在物體表面。
■ 完全非結(jié)構(gòu)化六面體和四面體網(wǎng)格——最初被用于有限元（而不是有限體積法）的 CFD 分析，現(xiàn)在被廣泛的用于有限體積法，通常是棱柱或棱錐形式。
展開 討論有獎(jiǎng) | 四面體vs六面體網(wǎng)格，如何選擇？
作為有限元仿真的前處理技術(shù)，有限元的網(wǎng)格越來越受到分析工程師們的重視，有限元前處理(即CAD模型與網(wǎng)格劃分)占CAE分析流程總時(shí)間的40% ~ 45%左右，而計(jì)算結(jié)果的精確性卻主要依賴網(wǎng)格的質(zhì)量，所以有限元網(wǎng)格劃分是進(jìn)行有限元分析的重要步驟，它直接影響到后續(xù)工作的準(zhǔn)確性。
采用四面體網(wǎng)格還是半自動(dòng)六面體網(wǎng)格，在CAE工程師中存在著廣泛的爭議。
本周討論話題：四面體網(wǎng)格和六面體網(wǎng)格分別有什么優(yōu)缺點(diǎn)？該如何選擇
在評論區(qū)留下你的聲音，我們將在3月24日隨機(jī)從評論中選取五名用戶（點(diǎn)贊數(shù)越高幾率越大）分別送出技術(shù)鄰定制鑰匙扣、技術(shù)鄰VIP月卡、20元視頻優(yōu)惠券、10元視頻優(yōu)惠券、500金幣，參與活動(dòng)的每人均可獲得100金幣。
展開 CFD 分析中如何選擇有效網(wǎng)格系統(tǒng)
■ 解的強(qiáng)壯性和可靠性
■ 計(jì)算速度和存儲(chǔ)
這就是為什么 CFD 計(jì)算網(wǎng)格系統(tǒng)的選擇是一項(xiàng)重要的工作。
1.2 網(wǎng)格系統(tǒng)如何進(jìn)行選擇？
在用于 CFD 分析的網(wǎng)格系統(tǒng)選擇時(shí)有兩個(gè)非常重要的方面：
(1)網(wǎng)格的形狀，主要的選擇有：
■ 笛卡兒——立方體網(wǎng)格，并且網(wǎng)格面與笛卡兒坐標(biāo)系中的 X、Y、Z 軸相平行。
■ 六面體——六面體網(wǎng)格，是笛卡兒網(wǎng)格的某種扭曲，可以是“笛卡兒網(wǎng)格拓補(bǔ)”（也就是類似笛卡兒網(wǎng)格，但是網(wǎng)格被扭曲）或者“適體網(wǎng)格”（通過扭曲笛卡兒網(wǎng)格，使其很好的與物體的表面貼合）
■ 四面體——四個(gè)面的網(wǎng)格，例如三棱錐形網(wǎng)格
(2)網(wǎng)格的排列，主要的選擇有：
■ 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格——網(wǎng)格中節(jié)點(diǎn)排列有序，鄰點(diǎn)間的關(guān)系明確。
■ 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格——節(jié)點(diǎn)位置無法用一個(gè)固定的法則予以有序的命名。
■ 部分非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（partially unstructured）——在某一區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格與其它結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格以某種方式結(jié)合的網(wǎng)格。并非所有的網(wǎng)格形狀與網(wǎng)格排列都具有現(xiàn)實(shí)意義。最為常用的網(wǎng)格如下：
■ 笛卡兒——無論是結(jié)構(gòu)化還是部分結(jié)構(gòu)化都被廣泛的應(yīng)用到 CFD 的諸多領(lǐng)域。
■ 六面體網(wǎng)格——結(jié)構(gòu)化和部分結(jié)構(gòu)化（經(jīng)常用于“適體”）常用于“空氣動(dòng)力學(xué)”方面的應(yīng)用（燃?xì)廨啓C(jī)葉片、機(jī)翼、流線型物體），這主要是因?yàn)榭梢詫?em>網(wǎng)格很好的貼合在物體表面。
■ 完全非結(jié)構(gòu)化六面體和四面體網(wǎng)格——最初被用于有限元（而不是有限體積法）的 CFD 分析，現(xiàn)在被廣泛的用于有限體積法，通常是棱柱或棱錐形式。
展開 CAE前處理 | 選擇合適的網(wǎng)格密度 | 實(shí)體單元（1）
問題的剖分
1）對比模型的選擇
首先需要明白的一點(diǎn)是：實(shí)體結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，要想得到通用性規(guī)律需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)得到具有基本特征的對比模型，比如下面支架：
固定螺栓孔，在中部施加向下的集中載荷，每根支臂主要受到彎曲以及扭轉(zhuǎn)載荷，截面內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的正應(yīng)力以及切應(yīng)力，對于更加復(fù)雜的模型以及加載方式會(huì)出現(xiàn)更加多樣的內(nèi)力疊加模式，但是無論怎么變化，不可否認(rèn)的是，典型受載下的懸臂實(shí)體或者扭轉(zhuǎn)柱體是進(jìn)行對比的不二選擇：
其次，由于進(jìn)入到實(shí)體領(lǐng)域，很多模型其實(shí)不太容易得到精確的解析解，因此對比模型計(jì)算結(jié)果的誤差按照逐漸加密網(wǎng)格后穩(wěn)定的結(jié)果作為參考值，而不刻意去尋求理論解。
2）網(wǎng)格類型的選擇
進(jìn)行有限元分析時(shí)，實(shí)體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分根據(jù)場合一般會(huì)使用低階六面體，低階四面體，高階六面體，高階四面體：
鑒于現(xiàn)在這些類型的網(wǎng)格現(xiàn)在都比較常用，因此在對比時(shí)需要盡量注意全面。
3）分析問題的歸類
正常對于一個(gè)結(jié)構(gòu)分析有剛度問題和強(qiáng)度問題，大家知道剛度問題是一個(gè)全局問題：結(jié)構(gòu)的剛度是全局結(jié)構(gòu)變形累積的體現(xiàn)，而強(qiáng)度問題是一個(gè)局部問題：結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)力很多時(shí)候只是和局部結(jié)構(gòu)的變化形式有關(guān)。
展開 CAE前處理 | 選擇合適的網(wǎng)格密度：實(shí)體單元（2）
全局網(wǎng)格
說明
如前篇內(nèi)容所述，本文以全局網(wǎng)格探討為主，實(shí)際就是探討
全局網(wǎng)格至少達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)的整體剛度計(jì)算誤差不會(huì)太大。然而實(shí)際結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，不可避免本文得到的一些規(guī)律只能適用于一類變形模式，對于更加復(fù)雜工況下的變形仍然會(huì)出現(xiàn)偏差，所以對于結(jié)論的理解和使用大家仍需謹(jǐn)慎。
對比模型及工況篩選
篩選合適的對比工況很重要的一點(diǎn)就是了解各自工況下典型內(nèi)力模型以及特點(diǎn)，如上圖為常規(guī)彎曲，拉伸，剪切和扭轉(zhuǎn)模式下結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力分布趨勢，其中彎曲和扭轉(zhuǎn)工況截面應(yīng)力變化更加復(fù)雜，而彎曲工況由于沿著長度方向上的變形模式比扭轉(zhuǎn)載荷更加復(fù)雜，彎曲工況沿著厚度方向應(yīng)力變化和扭轉(zhuǎn)工況沿著徑向變化有異曲同工之妙，因此將彎曲載荷作為典型受載進(jìn)行對比更為合適，也就是說，如果彎曲工況下網(wǎng)格能夠滿足要求，理論上轉(zhuǎn)化到其它工況問題也不大。
對比模型的選擇的重點(diǎn)在于選做對比的模型需要具有更加普遍的特點(diǎn)。在薄壁實(shí)體，常規(guī)實(shí)體以及狹長實(shí)體中，薄壁實(shí)體偏向于厚度方向的網(wǎng)格，狹長實(shí)體偏向于長度方向的網(wǎng)格，而常規(guī)尺寸的實(shí)體能夠更加全面的考慮網(wǎng)格需求，因此選用常規(guī)尺寸維度下實(shí)體進(jìn)行對比更為合適。當(dāng)然，對于篩選標(biāo)準(zhǔn)不同人有不同看法，只要大家覺得自己的選擇標(biāo)準(zhǔn)有道理并且能夠反向驗(yàn)證即可。
展開 
ANSYS workbench關(guān)于如何選擇劃分網(wǎng)格的方式，各有什么特點(diǎn)？
關(guān)于workbench網(wǎng)格劃分的方法和差別，各有什么特點(diǎn)呢？
一般情況下，對于空間物體而言，我們應(yīng)當(dāng)盡量使用六面體網(wǎng)格。當(dāng)對象是一個(gè)簡單的規(guī)則體時(shí)，使用掃掠網(wǎng)格劃分是合適的；當(dāng)對象是對個(gè)簡單的規(guī)則體組成時(shí)，使用多域掃掠網(wǎng)格劃分是合適的；接著盡量使用六面體主導(dǎo)的方式，它會(huì)在外層形成六面體網(wǎng)格，而在心部填充四面體網(wǎng)格。
四面體網(wǎng)格是最后的選擇。其中如果要忽略一些小細(xì)節(jié)，如倒角，小孔等，則使用patch independent算法;如果要要考慮一些小細(xì)節(jié)，則使用patch conforming算法。
至于自動(dòng)網(wǎng)格劃分，是最傻瓜化的方式，一般對于初學(xué)者適用。
例如：
（1）用掃掠網(wǎng)格劃分。
對整個(gè)構(gòu)件使用sweep方式劃分網(wǎng)格。（失敗）
該方法只能針對規(guī)則的形體（只有單一的源面和目標(biāo)面）進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
（2）使用多域掃掠型網(wǎng)格劃分。
可見ANSYS把該構(gòu)件自動(dòng)分成了多個(gè)規(guī)則區(qū)域，而對每一個(gè)區(qū)域使用掃略網(wǎng)格劃分，得到了很規(guī)則的六面體網(wǎng)格。這是最合適的網(wǎng)格劃分方法。
（3）使用四面體網(wǎng)格劃分方法。
使用四面體網(wǎng)格劃分，且使用patch conforming算法。可見，該方式得到的網(wǎng)格都是四面體網(wǎng)格。且在倒角處網(wǎng)格比較細(xì)密。
使用四面體網(wǎng)格劃分，但是使用patch independent算法。忽略細(xì)節(jié)。此時(shí)得到的仍舊是四面體網(wǎng)格，但是倒角處并沒有特別處理
（4）使用自動(dòng)網(wǎng)格劃分方法。
該方法實(shí)際上是在四面體網(wǎng)格和掃掠網(wǎng)格之間自動(dòng)切換。當(dāng)能夠掃掠時(shí)，就用掃掠網(wǎng)格劃分；當(dāng)不能用掃掠網(wǎng)格劃分時(shí)，就用四面體。這里不能用掃掠網(wǎng)格，所以使用了四面體網(wǎng)格。
（5）使用六面體主導(dǎo)的網(wǎng)格劃分方法。
該方法在表面用六面體單元，而在內(nèi)部也盡量用六面體單元，當(dāng)無法用六面體單元時(shí)，就用四面體單元填充。
展開 Abaqus單元的選擇
如果想要以合理的費(fèi)用得到高精度的結(jié)果，那么正確的選擇單元是非常關(guān)鍵的。對于ABAQUS經(jīng)驗(yàn)豐富的使用者，毫無疑問都會(huì)自己的單元選擇指南來處理各種具體的應(yīng)用。但是，在剛開始使用ABAQUS時(shí)，下面的指導(dǎo)是非常有用的。
1、 實(shí)體單元選擇
以下單元選擇的建議適用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit：
（1） 盡可能的減小網(wǎng)格的扭曲。使用扭曲的線性單元的粗糙網(wǎng)格會(huì)得到相當(dāng)差的結(jié)果。
（2） 對于模擬網(wǎng)格扭曲過分嚴(yán)重的問題，應(yīng)用網(wǎng)格細(xì)劃的線性、減縮積分單元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R等）。
（3） 對三維問題應(yīng)盡可能地采用六面體單元。它們以最低的成本給出最好的結(jié)果。當(dāng)幾何形狀復(fù)雜時(shí)，采用六面體單元?jiǎng)澐?em>網(wǎng)格可能是非常困難的，因此，還需要楔形和四面體單元。這些單元（C3D4和C3D6）的一階模式是較差的單元（需要細(xì)劃網(wǎng)格以取得較好的精確度）。
（4） 某些前處理器包含了自由劃分網(wǎng)格算法，用四面體單元?jiǎng)澐秩我鈳缀误w的網(wǎng)格。對于小位移無接觸的問題，在ABAQUS/Standard中的二次四面體單元（C3D10）能夠給出合理的結(jié)果。這個(gè)單元的另一種模式是修正的二次四面體單元（C3D10M），它適用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit，對于大變形和接觸問題，這種單元是強(qiáng)健的，展示了很小的剪切和體積自鎖。但是，無論采用何種四面體單元，所用的分析時(shí)間都長于采用了等效網(wǎng)格的六面體單元。
（5） 對于ABAQUS/Standard求解器，除非需要模擬非常大的應(yīng)變或者模擬一個(gè)復(fù)雜的、接觸條件不斷變化的問題，對于一般的分析工作，應(yīng)采用二次、減縮積分單元（CAX8R，CPE8R，CPS8R, C3D20R等）。
展開 Abaqus橡膠本構(gòu)模型選擇
本文主要對Abaqus中橡膠本構(gòu)模型的選擇進(jìn)行簡單介紹。
一、概述
與金屬材料不同，橡膠在受力以后的變形非常復(fù)雜，并伴隨著大位移和大應(yīng)變。橡膠材料本身又是非線性材料，本構(gòu)關(guān)系復(fù)雜，無法像金屬材料那樣僅需幾個(gè)系數(shù)便可描述材料特性。
此外，橡膠在變形過程中的體積幾乎不變，同時(shí)其力學(xué)行為對溫度、環(huán)境、應(yīng)變歷史、加載速率等十分敏感，這樣就使得描述橡膠的行為更加復(fù)雜。
隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在可借助計(jì)算機(jī)使用有限元方法來分析工業(yè)中橡膠元件的力學(xué)性能，包括選取橡膠的本構(gòu)模型、擬合本構(gòu)模型等。
二、Abaqus中本構(gòu)模型的選擇
在Abaqus中進(jìn)行橡膠材料的本構(gòu)模型選擇、主要包括以下幾個(gè)步驟：
1、在Module中下拉選擇property，并依次創(chuàng)建密度、延展性和超彈性項(xiàng)，如圖1~圖3所示。
圖
1
新建密度
圖
2
新建延展性
圖
3
新建超彈性項(xiàng)
2、接下來需要定義橡膠超彈性的參數(shù)，包括試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、本構(gòu)模型的識(shí)別和擬合選擇等。這里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入以單軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，各步操作如圖4~圖5所示。
圖
4
試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入準(zhǔn)備
圖
5
數(shù)據(jù)導(dǎo)入（復(fù)制粘貼即可）
3、數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成之后，就根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行本構(gòu)模型的識(shí)別。如圖6~圖7所示。
圖
6
試驗(yàn)數(shù)據(jù)本構(gòu)模型識(shí)別
圖
7
選擇可能的本構(gòu)模型
其中，圖7中Test setup項(xiàng)可以默認(rèn)；后面一個(gè)是可能相關(guān)的本構(gòu)模型，可以根據(jù)數(shù)據(jù)大體判斷勾選。
展開 【JY】Abaqus 三維應(yīng)力單元解析、選擇與應(yīng)用指南
特別注意：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。
網(wǎng)格質(zhì)量控制：網(wǎng)格質(zhì)量直接影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)盡量使用高質(zhì)量的網(wǎng)格，避免畸形單元。單元形狀越接近規(guī)則形狀（如正方體），網(wǎng)格質(zhì)量越高。長寬比過大的單元可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，扭曲的單元會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定。
單元密度優(yōu)化：網(wǎng)格密度應(yīng)根據(jù)應(yīng)力梯度變化情況進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)力梯度大的區(qū)域，網(wǎng)格密度應(yīng)相應(yīng)提高。在關(guān)鍵區(qū)域（如應(yīng)力集中區(qū)域）進(jìn)行局部加密，可以提高精度，同時(shí)節(jié)省計(jì)算資源。
2.2 不同求解器下的單元選擇差異
Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 在單元選擇上存在一定差異：
Abaqus/Standard：實(shí)體單元多樣，有二維和三維的線性、二次單元，積分方式可選完全積分或縮減積分。還包含修正的二次 Tri、Tet 單元，以及非協(xié)調(diào)模式單元和雜交單元。
Abaqus/Explicit：實(shí)體單元包括二維和三維的線性縮減積分單元，以及修正的二次 Tri 和 Tet 單元，但不存在二次完全積分實(shí)體單元。
2.3 特定場景下的單元選擇
針對不同的工程場景，三維實(shí)體單元的選擇策略也有所不同：
應(yīng)力集中問題：對于應(yīng)力集中問題，盡量不要使用線性縮減積分單元，可使用二次單元來提高精度。如果在應(yīng)力集中部位進(jìn)行了網(wǎng)格細(xì)化，使用二次縮減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，而二次縮減積分單元的計(jì)算時(shí)間相對較短。
展開 