abaqus網(wǎng)格單元類型的案例
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(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(xié)調(diào)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(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
選擇三維實體單元類型時應(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，減小計算代價，提高計算精度。當(dāng)幾何形狀復(fù)雜時，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，應(yīng)選用線性單元，因為它們具有集中質(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)力集中部位進行了網(wǎng)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(yīng)力結(jié)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有限元解與理論解對比_[5個材力題目，不同網(wǎng)格尺寸與單元類型]
今天整理資料發(fā)現(xiàn)17年在老東家上班時做的一個文檔，通過一系列計算對比了不同網(wǎng)格尺寸和單元類型下材料力學(xué)5個試題的有限元解和理論解，貼出來跟大家分享一下，雖然都是非常簡單的題目，但這些表格對理解有限元解的網(wǎng)格無關(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=b=100mm，長度l=1000mm，末端作用豎直向下集中力F=1000N，求B點（懸臂梁末端）向下的撓度。
探究有限元分析中的網(wǎng)格類型：殼單元、實體網(wǎng)格
有限元分析通過將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分解為許多小的單元（即網(wǎng)格），然后通過對每個單元進行數(shù)學(xué)建模和分析，來模擬實際系統(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)格類型。這些結(jié)構(gòu)可能包括板、殼等。
殼單元通過將結(jié)構(gòu)分割成許多小的三角形或四邊形單元來建模。
在殼單元中，每個單元代表了結(jié)構(gòu)的一個小區(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，從而簡化了模型的建立和求解過程。殼單元適用于考慮板、殼的彎曲、扭曲等變形行為。
2. 實體網(wǎng)格（3D）
實體網(wǎng)格是用于三維模型的網(wǎng)格類型。
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、四面體或其他類型的體元。
實體網(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
在計算上，殼單元、實體網(wǎng)格各有其優(yōu)缺點和適用范圍。
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。
實體網(wǎng)格適用于對三維結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為進行綜合分析，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。
歡迎留言批評指正。如果本文存在不夠清晰或準(zhǔn)確之處，請您不吝賜教。
個人學(xué)習(xí)總結(jié)，整理不易，未經(jīng)本人允許請勿搬運。
展開 自編程實現(xiàn)不同單元類型的網(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，在本帖簡單展示下通過自編程插件或程序?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)格映射，這樣做的優(yōu)點是：不針對某類單元、不針對幾何形狀、不針對幾何空間、整體效率高、方式多樣、操作簡單、節(jié)約時間，缺點是：不能處理真實形貌SEM圖片的網(wǎng)格映射。
具體思路在一個model中建立一個目標(biāo)part1，進行多區(qū)域劃分，然后復(fù)制建立一個與目標(biāo)part相同尺寸的無區(qū)域切分part2（模型樹里刪除切分操作即可），然后進行網(wǎng)格劃分，最后通過自編程插件或程序?qū)崿F(xiàn)無區(qū)域切分part2網(wǎng)格到目標(biāo)part1的映射。
下面給出幾個不同的例子;
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 
基于oof2實現(xiàn)不同單元類型的網(wǎng)格映射（包括像素網(wǎng)格）-原創(chuàng)帖
上一個帖子講了通過二次開發(fā)編程實現(xiàn)不同單元類型的網(wǎng)格映射，本帖再介紹下oof2實現(xiàn)不同單元類型的網(wǎng)格映射，這種方法有個限制條件：暫時不能用于三維模型（初步功能開啟），但是它也有一個優(yōu)點是對于真實形貌的SEM圖像也是可以處理的。
主要思路：在導(dǎo)入oof2前對圖片中不同區(qū)域賦予不同顏色，然后在oof2中進行圖像處理，然后建立不同顏色像素集合，再進行骨架劃分，同一個圖片可以進行不同的種類的骨架劃分，然后對骨架進行細化、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、不同單元類型的二維模型示例圖（這只是一個例子展示，大家不用較真，圖片在ps中進行了輕微處理，獲得的網(wǎng)格界面處理的非常好）：
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展開 仿真應(yīng)用 | 單元類型和網(wǎng)格密度對有限元求解的影響
南京安世亞太公司
在有限元分析中，單元類型的選擇和網(wǎng)格密度的定義，對求解結(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。與時俱進變得重要。
1 一個陳舊的爭議
今年是2021年，在十五乃至二十年前，有限元力學(xué)分析是一個非常高大上的話題，那時候計算機硬件遠沒現(xiàn)在這么普及和擁有強大的計算力，有限元軟件也沒有現(xiàn)在好用。那時候國內(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。他們可能只是為國外的工程師劃分好網(wǎng)格，沒有太多機會參與后續(xù)的分析求解。僅是一個網(wǎng)格處理工程師的話，那是非常枯燥并且沒有前途的工作。那個年代很在意網(wǎng)格，因為硬件算力有限，需要保證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。從那時候開始，便留下了一些傳說。
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
低階單元也會被經(jīng)常使用
花費更多精力劃分出高質(zhì)量的網(wǎng)格是值得的
然而，時過境遷，有些傳說變成了謬誤。在當(dāng)前的計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求解結(jié)果的影響，我們需要些與時俱進的看法。
展開 abaqus單元類型
在大位移分析中，殼單元上的局部材料軸隨著材料各積分點上的平均運動而轉(zhuǎn)動； 線性、有限薄膜應(yīng)變、四邊形殼單元（S4R）是較完備的而且適合于普通范圍的應(yīng)用； 線性、有限薄膜應(yīng)變、三角形殼單元（S3R）可作為通用的殼單元來應(yīng)用。由于在單元內(nèi)部近似為應(yīng)變場，精細的網(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)點的四邊形殼單元（S9R5）; 對于僅經(jīng)歷幾何線性行為的非常大的模型，線性、薄殼單元（S4R5）一般將比通用殼單元花費更少； 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），或在分析開始時應(yīng)用計算的橫截面剛度（*SHELL GENERAL SECTION）； *SHELL GENERAL SECTION是非常有效的，但僅用于線性材料，*SHELL SECTION可用于線性和非線性材料； 數(shù)值積分在沿殼厚度方向的一系列積分點上進行。這些積分點就是單元變量可以被輸出的位置。最外層的積分點位于殼單元的表面。 殼單元法線方向決定了單元的正和負表面，為了正確地定義接觸和解釋輸出數(shù)據(jù)，必須知道其對應(yīng)的是哪個面。殼法線還定義了施加在單元上正壓力載荷的方向，并可以在ABAQUS/Post中畫出； 殼單元利用材料方向局部化到每個單元。在大位移分析中，局部材料軸隨單元而轉(zhuǎn)動。*ORIENTATION被用來定義非默認(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。
展開 ABAQUS 單元類型和選型規(guī)則
網(wǎng)格單元的出現(xiàn)源于離散化求解，離散化把連續(xù)求解域離散為若干有限的子區(qū)域，分別求解各個子區(qū)域的物理變量，各個子區(qū)域相鄰連續(xù)與協(xié)調(diào)，從而達到整個變量場的協(xié)調(diào)與連續(xù)。每個子域內(nèi)通過數(shù)學(xué)物理公式描述，單個這樣的子域就稱為單元。
有限元方法不僅應(yīng)用于力場分析，還可以應(yīng)用到溫度場、磁場、滲流場等分析領(lǐng)域，對于不同類型場的基本物理定律也是不一樣的，因此就需要用到不同的單元類型，如果需要考慮多場分析，就需要單元同時考慮所需場、以及場之間的耦合關(guān)系，也就出現(xiàn)了耦合單元；耦合分析雖然能獲得更準(zhǔn)確的計算結(jié)果，但計算成本會增大，因此我們需要根據(jù)分析的問題來簡化問題，選擇合適的單元類型。
在選單元之前，我們先了解一下ABAQUS 單元編號法則，而了解單元編號法則就不得不提ABAQUS中單元具備的五個基本要素，分別是：
1）單元族群，如下圖所示為力學(xué)分析中常用的單元族群，這些族群的主要區(qū)別在于幾何特征的差異，適合于研究不同的結(jié)構(gòu)類型，選擇合適的族群可以在不降低計算精度條件下，減少計算量，比如：一座高樓大廈如果全用實體單元建模，可能需要千萬甚至上億個實體單元，但如果將大廈的梁柱簡化為梁單元，墻和樓板簡化為殼單元模擬，單元數(shù)量將急劇減少。
單元編號法則1：它們的首字母或前幾位字符通常會作為單元編號的起始字符。比如：‘C3D8’中首
字母‘C’為Continuum elements 的首字母。
2）自由度，是分析過程中計算的基本變量，比如力學(xué)分析中的自由度是節(jié)點的平移和旋轉(zhuǎn)自由度；傳熱分析中需要考慮的自由度是節(jié)點溫度；滲流分析則是孔隙壓力自由度……
單元編號法則2：單元自由度通常由單元族群和尾部字符確定，比如尾部字符包含T，則表示包含溫度自由度，包含P，則表示包含孔壓自由度。
展開 Abaqus非協(xié)調(diào)模式單元類型簡介
非協(xié)調(diào)模式單元（Incompatible modes），以字符I結(jié)尾，僅適用于線性四邊形和六面體單元。它把增強單元位移梯度的附加自由度引入線性單元，能克服線性完全積分中的剪切自鎖問題，具有較高的計算精度。
Abaqus中的非協(xié)調(diào)模式單元和MSC.NASTRAN中的4節(jié)點四面體和8節(jié)點六面體單元很相似，所以計算結(jié)果頁很一致。
非協(xié)調(diào)模式單元具有如下優(yōu)點：
（1）克服了剪切自鎖問題，在單元扭曲比較小的情況下，得到的位移和應(yīng)力結(jié)果很精確。
（2）在彎曲問題中，在厚度方向上只需很少的單元，就可以得到與二次單元相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，而計算成本明顯降低。
（3）單元交界不會重疊或開洞，因此很容易擴展到非線性、有限應(yīng)變的位移。
但是使用這種單元的時候需要注意，如果所關(guān)心的部位單元扭曲比較大，尤其出現(xiàn)交錯扭曲時分析精度會降低。
請注意非協(xié)調(diào)模式和減縮積分單元，兩個只能選擇其一，不能同時選擇。但是同時選擇雜交單元（hybrid）。
轉(zhuǎn)自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_b377d7f70102vew6.html
展開 Abaqus中接觸問題中單元類型的選擇
1.關(guān)于單元階次
在接觸分析模擬中一般最好在那些將會構(gòu)成從面的模型部分使用一階單元，使用二階單元可能會出現(xiàn)問題，這是由接觸算法決定的。
2.單元選擇
較簡單接觸問題：線性減縮積分單元（C3D8R）和非協(xié)調(diào)單元（C3D8I）。
較復(fù)雜接觸問題：修正的二階四面體單元（C3D10M ）是為了應(yīng)用于復(fù)雜的接觸模擬問題而設(shè)計的，在模型復(fù)雜的接觸分析中推薦使用，但是計算時間也大大增加。
備注：具體內(nèi)容請參閱莊茁的《基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用》，第12章--接觸
展開 abaqus顯示分析中怎么選擇橡膠單元類型
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
ABAQUS喵星人教你看懂不同類型單元的應(yīng)力方向
<p><span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.9);">應(yīng)力為典型的張量，具有明顯的坐標(biāo)相關(guān)性，大家常用查看單元應(yīng)力方向的方法為直接通過整體坐標(biāo)系判斷XYZ方向，但這種方法僅適用于實體單元，對于其他類型單元（例如殼單元、Beam單元、Truss單元、Cohesive單元等）或特殊坐標(biāo)系下的實體單元則不再適用，若仍然采用整體坐標(biāo)系判定方向則會限制對后處理結(jié)果的解讀。今天喵星人就通過一個教程帶大家學(xué)習(xí)不同類型單元的應(yīng)力方向應(yīng)該如何看。</span></p><p class="ql-align-center"><strong>1.實體單元</strong></p><p><br></p><p>默認(rèn)的實體單元應(yīng)力方向服從整體坐標(biāo)系，若想查看其他坐標(biāo)系下的應(yīng)力情況則需定義其他坐標(biāo)系，建立的方式既可在前處理內(nèi)定義，也可在后處理內(nèi)完成，前后處理中坐標(biāo)系的定義位置如下圖所示。
展開 【abaqus】個人筆記—單元類型選擇&mesh注意事項
【abaqus】個人筆記—單元類型選擇&mesh注意事項
淺談abaqus針對不同單元類型定義初始溫度場
針對不同的單元類型（Solid單元、Shell單元、Beam單元），Abaqus提供了多種不同的定義初始溫度場的方法，可以根據(jù)實際情況靈活的選擇不同的定義方式，從而更加精確的實現(xiàn)仿真分析。下面簡單的介紹一下在Abaqus中以上三種單元定義初始溫度場的方法。
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Solid單元初始溫度場定義
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Shell單元初始溫度場定義
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Beam單元的初始溫度場定義
這三部分單元的初始溫度場定義詳見附件：
淺談abaqus針對不同單元類型的初始溫度場定義.pdf
展開 hypermesh二次開發(fā)之根據(jù)單元類型自動生成abaqus屬性和輸出output ￥49.9
hypermesh二次開發(fā)之根據(jù)單元類型自動生成abaqus屬性和輸出output
