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關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-02-27
abaqus網格單元選擇的視頻教程
Abaqus仿真計算中的單元選擇
適用人群:ABAQUS軟件用戶、FEA工程師、高校或科研院所相關工程師 Abaqus仿真計算中的單元選擇(免費)【已結束】? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??直播時間:2021-05-20 19:30 課程背景: 對于有限元分析的網格模型,不僅需要較高的網格質量,還需要擁有合適的單元類型。
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選擇積分與 Abaqus 梁單元內核
首先討論選擇積分與降階積分的理論爭議(Bathe vs 王勖成),分析零能模式與剪切鎖死的數學機制。隨后通過 Timoshenko 梁經典例題,對比經典梁、精確積分與縮減積分三種結果,解釋 25% 誤差來源。接著深入 Abaqus 梁單元理論,介紹中心線描述、變形梯度分解、四元數大轉動更新及虛功方程。最后說明普通梁、開口薄壁梁與混合梁單元的選型邏輯,并引入張量分析基礎。
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HyperMesh裝配體網格導入ABAQUS中及rbe2/3單元在ABAQUS中建立
1.HyperMesh中怎樣快速建立粘膠單元; 2.HyperMesh裝配體網格怎樣導入到ABAQUS中生成裝配體網格; 3.ABAQUS中怎樣建立類似HyperMesh中的rbe2剛性單元和rbe3柔性單元。
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abaqus網格單元選擇的實例教程
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 進行有限元分析時使用者很容易陷入兩個極端,一是生怕網格數量不夠而影響計算精度,使用近乎變態的網格尺寸進行分析,二是輕視網格的重要性,直接盲目地使用軟件默認的網格進行處理。前者很容易帶來巨大的計算量從而加重分析負擔,后者經常拿出不合理的分析結果但卻不自知,其中實體單元的分析相對于梁,殼來說更容易出現上述問題,這也是該系列文章準備著重探討的地方。
問題的產生
如圖三種結構分別代表了狹長實體,常規實體,薄壁實體的特征,假設現在需要對這些結構進行有限元計算來得到其剛度和強度性質,那么請問整體和局部至少需要使用多少網格才能較好的捕捉到關注的問題?
說實話,在寫這系列文章時筆者并不知道具體多少合適,因為和大多數學習者一樣,網格數量的多少大部分時候憑感覺,反正就是:這個網格量應該夠了!顯然,這樣是非常不嚴謹的。
但是,要對這一問題進行探索并不容易,畢竟不像梁單元,實體結構從受力模式和網格維度方面都要復雜得多,因此,文章內容不可能遍歷所有結構特征,只能針對一些典型結構進行對比,得到一些基本的分析規律。
另外需要主要,文章基于的求解器為OptiStruct,不同求解器不同單元類型可能會得到不太一樣的結果,所以對于不同的求解器需要針對對應的問題進行各自規律的探索。
展開 其實仔細觀察這種約束下的變形模式會發現,相對于開始模型單一的變形模式,這種約束形式下結構的變形模式類似于原始變形模式的復雜化,因此需要更多分段的網格去彌補:
也就是說,
對于更加復雜的變形模式,通過分段將變形模式分為不同弧段,對于使用低階六面體和高階單元每弧段至少保證2層網格,而使用低階四面體需要保證每弧段至少8層網格,這樣就將單一彎曲變形的結果拓展到了更加復雜的變形模式。
小結
針對于本文研究內容,對于全局網格(剛度問題)至少能夠初步得出以下結論:
①低階六面體和高階實體單元精度遠遠好于低階四面體,使用低階四面體對于單一彎曲變形長度和厚度方向至少保留8層網格,而低階六面體和高階單元基本保證正常離散結構即可。
②對于薄壁結構,使用低階單元會遇到剪切自鎖問題,其中低階四面體的剪切自鎖非常嚴重,對于薄壁結構的處理一定慎用,因此薄壁結構建議使用高階單元(理論1層網格精度足夠)或者簡化為殼單元計算。
③對于更加復雜的變形模型,以一個彎弧為變形單位,對于高階單元和低階六面體保證單位彎弧上至少有2層網格,而對于低階四面體保證單位彎弧上至少有8層網格,這一點在具有復雜振型的模態分析中極為重要。
當然上述結果都是建立在本文的假設以及模型對比的框架之下的,之后還需要在實際應用中多對比分析完善。
來源于: 仿真求知之路 作者聰聰
展開 ABAQUS中的單元選擇
在有限元分析中,為了能夠得到較為精確的收斂解,一方面取決于所用模型的誤差,另一方面取決于模擬計算的誤差。一個好的有限元模型,不僅需要較高的網格質量,還需要擁有合適的單元類型。ABAQUS為用戶提供了豐富的單元庫,幾乎可以模擬實際工程中任意幾何形狀的有限元模型,在對一個問題進行分析時,可以根據情況選擇使用。
如何才能選取出適合于分析的單元類型呢?我認為首先要了解ABAQUS中對于單元的分類,每種單元特定的使用范圍,各種單元類型的節點數目、單元形狀、插值函數階次以及單元構造的方式。然后再根據分析類型和具體問題合理選擇。
ABAQUS中最常用的單元包括實體(Solid)單元、殼(Shell)單元和梁(Beam)單元。下面就根據自己對于ABAQUS應用實體單元的學習,將這些單元的特點和使用簡單總結如下:
實體單元主要包括完全積分、減縮積分、非協調以及雜交這四種常見的單元模式。
(1)完全積分單元:單元具有規則形狀(邊是直線并且邊與邊相交成直角)時,
所用的Gauss積分點的數目足以對單元剛度矩陣中的多項式進行精確積分。
完全積分的線性單元在每一個方向上采用2個積分點;
完全積分的二次單元在每一個方向上采用3個積分點。如圖
不足:完全積分的線性單元存在“剪切自鎖”問題,原因是線性單元的邊不能彎曲。在復雜應力狀態下,完全積分的二次單元也有可能發生剪切自鎖。
(2)減縮積分單元:減縮積分單元比完全積分單元在每個方向上少用一個積分點。
完全積分的線性單元只在單元的中心有一個積分點
不足:線性減縮積分單元存在“沙漏模式”的數值問題,有可能過于柔軟。
ABAQUS通過繪制偽應變能(ALLAE)和內能(ALLIE)來評價沙漏模式對計算結果的影響。
展開 4) S3/S3R 單元 (3 節點三角形有限薄膜應變線性殼單元)可以作為通用殼單元使用。由于單元中的常應變近似,需要劃分較細的網格來模擬彎曲變形或高應變梯度。
5) 對于復合材料,為模擬剪切變形的影響,應使用適于厚殼的單元(例如s4、S4 R 、S3 、S3R 、S8R) ,并要注意檢查截面是否保持平面。
6) 四邊形或三角形的二次殼單元對剪切自鎖或薄膜自鎖都不敏感,適用于一般的小應變薄殼。
7) 在接觸模擬中,如果必須使用二次單元,不要選擇STRI65 單元(三角形二次殼單元) ,而應使用 S9R5單元 (9節點四邊形殼單元)。
8) 如果模型規模很大且只表現幾何線性,使用S4R5單元(線性薄殼單元)比通用殼單元更節約計算成本。
9) 在 ABAQUS/Explicit 中,如果包含任意大轉動和小薄膜應變,應選用小薄膜應變單元。
展開 
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abaqus網格單元選擇的最新內容
寫在前文
嗨!老朋友們~~~又再一次與大家分享!隔了這么久沒冒泡,大家還好嗎?筆者近期在整理相關研究資料時,系統梳理了 Abaqus 中實體單元的分類邏輯、理論基礎及不同場景下的選擇策略,發現現有實踐中有粉絲仍存在單元類型誤用、特性理解不充分等問題。鑒于此,本文將從單元分類、選擇原則、特定場景應用及最佳實踐等方面展開論述,旨在為從事 Abaqus 仿真分析的研究者與工程技術人員提供系統性參考
[圖片]
1 elements in the adaptive mesh domain are distorting so much that
they turn inside out. The elements have been identified in element
set WarnElemAdaptMeshDistortStep3Inc69.
ADAPTIVE MESH CONSTRAINTS
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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
【abaqus】個人筆記—單元類型選擇&mesh注意事項
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:
想做一個橡膠防沖擊的例子。橡膠單元類型只能用雜交嗎,那顯示分析中沒有雜交單元的話用C3D8r可以嘛
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全局網格
說明
如前篇內容所述,本文以全局網格探討為主,實際就是探討
全局網格至少達到什么標準,結構的整體剛度計算誤差不會太大。然而實際結構千變萬化,不可避免本文得到的一些規律只能適用于一類變形模式,對于更加復雜工況下的變形仍然會出現偏差,所以對于結論的理解和使用大家仍需謹慎。
對比模型及工況篩選
進行有限元分析時使用者很容易陷入兩個極端,一是生怕網格數量不夠而影響計算精度,使用近乎變態的網格尺寸進行分析,二是輕視網格的重要性,直接盲目地使用軟件默認的網格進行處理。前者很容易帶來巨大的計算量從而加重分析負擔,后者經常拿出不合理的分析結果但卻不自知,其中實體單元的分析相對于梁,殼來說更容易出現上述問題,這也是該系列文章準備著重探討的地方。