abaqus選擇應力的案例
ABAQUS熱-應力分析的單元選擇
在做熱-應力分析時，由于單元的選擇不合適，或網格布置不合適，常會產生不真實的結果。因此，需要結合實際謹慎選擇。同時，對熱-應力分析的模型網格劃分，還有如下建議：
（1）溫度梯度很大的區域應適當加密網格，以精確捕捉產生的熱應變梯度。
（2）為了避免結構的過約束,在單元選擇和邊界條件施加時應特別小心。
上述內容不僅適合于順序熱-應力分析以及絕熱分析，也適合于完全耦合分析中的溫度-位移耦合分析。
文章轉自有限元在線博客，分享給大家學習交流
【JY】Abaqus 三維應力單元解析、選擇與應用指南
普通單元在模擬此類材料響應時（除平面應力問題外），單元中應力不確定，而雜交單元可有效解決該問題。
2 三維實體單元選擇策略
2.1 基本選擇原則
在選擇三維實體單元時，應遵循以下基本原則：
幾何形狀優先原則：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，從而得到六面體 (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。
單元類型優選：對于大多數工程問題，推薦使用的是六面體單元(Hex)、非協調單元，以及線性縮減積分單元。這些單元在精度和計算效率之間取得了較好的平衡。特別注意：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。
網格質量控制：網格質量直接影響計算結果的準確性，應盡量使用高質量的網格，避免畸形單元。單元形狀越接近規則形狀（如正方體），網格質量越高。長寬比過大的單元可能導致計算結果不準確，扭曲的單元會導致計算結果不穩定。
單元密度優化：網格密度應根據應力梯度變化情況進行調整，應力梯度大的區域，網格密度應相應提高。在關鍵區域（如應力集中區域）進行局部加密，可以提高精度，同時節省計算資源。
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，以及非協調模式單元和雜交單元。
展開 【Ls-dyna】單元應力的坐標系如何定義和選擇？
第三種方法， 點擊FCOMP，進入云圖顯示狀態Fringe，選擇相應應力/應變分量，然后在下方的Glob按鈕中選擇local，則對應云圖為單元坐標系下云圖。
體單元和厚殼單元、梁單元
殼單元的應力/應變可以在全局坐標系和局部坐標系之間轉換，那么其他單元呢？
默認情況下，D3PLOT和 ELOUT結果文件中，體單元和厚殼單元的應力和應變是用全局坐標系表示，梁單元應力和合力用單元坐標系表示。
如何在材料坐標系下表示應力/應變？
對于由正交各向異性材料構成的殼單元、體單元和厚殼單元，如果*DATABASE_EXTENT_BINARY關鍵字中的CMPFLG設置為1，那么單元的應力和應變是用材料坐標系表示。而通常材料坐標系在單個殼單元的積分點之間是不同，這是由于*SECTION_SHELL關鍵字中定義的beta角不同。
總結
那么，對于Ls-dyna中不同單元形式的應力表示方式總結如下：
1 殼單元坐標系
坐標系x為N1到N2的方向；局部坐標系z為殼單元法線方向；因此殼單元結果分析時保證局部坐標系保持一致是非常重要的，這樣有利于后處理結果的解讀；
2 不同單元的應力表示方法
（1）實體和厚殼的結果是基于整體坐標系；
（2）梁單元的應力和合力結果均基于單元局部坐標系；
（3）殼單元的應力/應變在D3PLOT結果中是基于整體坐標系，而在ELOUT中是基于單元坐標系；
在LS-Prepost進行D3PLOT后處理時，有三種設置方法，可以將殼單元的結果轉變為基于單元坐標系：（a）Toggle---Local axes；（b）在Fcomp底部設置為Local；（c）在History中設置E-axes為Local。
展開 軍用戰斗機中碳纖維復合材料的應用及材料選擇標準（一）：應力標準
由于自動化的機會和成本，通常選擇UD預浸料。自動化膠帶鋪設（ATL）和先進纖維鋪設（AFP）等方法通常用于生產高成本零部件。
商用飛機用UD預浸料的纖維體積含量一般控制為55–57%。當在高溫和壓力下固化時，它們會形成高剛度、輕量化的復合材料結構件。對于航空結構部件，與其他復合材料技術相比，碳纖維預浸料可提供最高的比剛度和比強度。例如，硼纖維增強環氧樹脂復合材料被用于美國F-14和F-15戰斗機的尾翼蒙皮，但制造時使用的復合材料的結構重量百分比很小，F-15中復合材料用量僅為2%。隨后，復合材料應用比例逐漸提高，從F-18的19%上升到F-22的24%。
碳纖維材料也用于歐洲臺風戰斗機。如下圖1所示，機翼蒙皮、前機身、襟翼和方向舵都使用了復合材料，增韌環氧表層約占外表面的75%。另一方面，使用復合材料不是戰斗機的特權，復合材料在商用飛機上的首次重大應用是空客公司1983年在A300和A310的方向舵上的應用，然后是1985年在垂直尾翼上的應用。
圖1 歐洲臺風戰斗機中的主要材料
由于復合材料具有較高的比剛度和強度，因此在運輸應用中受到廣泛關注，而由于重量較輕，燃料消耗和排放量都可以減少。據悉，一架客機每增加一公斤，每年需要增加130升燃料。可以預計，碳纖維復合材料的使用范圍將達到幾乎所有的區域和約40%的結構重量將由碳纖維復合材料制成。在新型戰斗機的開發中，不斷提高性能的需求要求在載重結構上大幅度減輕重量。除了設計技術的改進（例如集成設計、優化），碳纖維復合材料以及更高效的施工方法具有顯著的減重潛力。
在本系列文章中將會介紹戰斗機用碳纖維復合材料的選擇標準，以便在重量、強度和成本方面選擇最合適的材料來滿足要求，本文首先介紹了飛機結構的應力標準。
展開 
【abaqus】個人筆記—應力奇異&應力平均&應力集中
【abaqus】個人筆記—應力奇異&應力平均&應力集中
ABAQUS熱應力分析 附ABAQUS中初始地應力的施加下載
軋輥與Cu層的熱傳導系數
下載地址：ABAQUS中初始地應力的施加
Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 Abaqus仿真計算中的單元選擇
目前第一、二期直播已結束（聯系文末客服看回放），第三期直播<Abaqus仿真計算中的單元選擇>，已經開啟報名，歡迎參加~
”
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。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？
本次分享首先介紹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。
展開 Abaqus單元的選擇
（6） 對于ABAQUS/Standard求解器，在存在應力集中的局部區域，采用二次、完全積分單元（CAX8, CPE8, CPS8, C3D20等）。它們以最低的成本提供了應力梯度的最好解答。
（7） 對于ABAQUS/Standard求解器，采用細劃網格的線性、減縮積分單元或者非協調模式單元（CAX4I, CPE4I, CPS4I, C3D8I）。
2、殼單元的選擇
（1）對于需要考慮薄膜作用或含有彎曲模式沙漏的問題以及平面彎曲的問題，當希望得到更精確的解答時，可使用ABAQUS/Standard中的線性、有限薄膜應變、完全積分的四邊形殼單元（S4）。
（2）線性、有限薄膜應變、減縮積分、四邊形殼單元（S4R）是強健的，而且應用很廣。
（3）線性、有限薄膜應變、三角形殼單元（S3/S3R）可作為通用目的的殼單元使用。因為在單元中是常應變的近似場，所以求解彎曲變形或者高應變梯度時可能需要精細的網格劃分。
（4）在復合材料層合殼模型中，考慮到剪切變形的影響，采用適合于模擬厚殼問題的單元（S4, S4R, S3/S3R, S8R），并檢驗是否滿足平截面保持平面的假定。
（5）四邊形或三角形的二次殼單元用于一般的小應變薄殼是很有效的，這些單元對于剪力自鎖或薄膜自鎖都不敏感。
（6）對于規模非常大但公經歷幾何線性行為的模型，使用線性、薄殼單元（S4R5）通常比通用目的的殼單元更節約計算成本。
（7）對于包含任意的大轉動和小薄膜應變的顯式動態問題，小薄膜應變單元很有效。
3、梁單元的選擇
（1）在任何包含接觸的模擬中，應該使用一階剪切變形梁單元（B21, B31）。
（2）如果橫向剪切變形是非常重要的，則采用Timoshenko二階梁單元（B22, B32）。
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-真實應力和名義應力轉化
ABAQUS-真實應力和名義應力轉化.doc
ABAQUS中的單元選擇
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 Abaqus中殼單元的選擇
Abaqus中殼單元的選擇
如果一個薄壁構件的厚度遠小于其典型整體結構尺寸（一般為小于1/ 10 ），并且可以忽略厚度方向的應力，就可以用殼單元來模擬此結構。殼體問題可以分為兩類：薄殼問（忽略橫向剪切變形）和厚殼問題（考慮橫向剪切變形）。對于單一各向同性材料，一般厚度和跨度的比值小于1/ 15 時，可以認為是薄殼；大于1/ 15 時，則可以認為是厚殼。對于復合材料，這個比值需要更小一些。
ABAQUS 的殼單元可以有多種分類方法，按照薄殼和厚殼可劃分為：
1)通用目的 (general-purpose) 殼單元：此類單元對薄殼和厚殼問題均有效。
2) 特殊用途 (special-purpose) 殼單元：包括純薄殼(thin-only) 單元和純厚殼(thick-only) 單元。
根據單元的定義方式，還可以將ABAQUS 殼單元劃分為：
1) 常規(conventional) 殼單元：通過定義單元的平面尺寸、表面法向和初始曲率來對參考面進行離散，只能在截面屬性中定義殼的厚度，而不能通過節點來定義殼的厚度。
2) 連續體( continuum) 殼單元：類似于三維實體單元，對整個三維結構進行離散。
選擇殼單元的類型時可以遵循以下原則。
1) 對于薄殼問題，常規殼單元的性能優于連續體殼單元；而對于接觸問題，連續體殼單元的計算結果更加精確，因為它能在雙面接觸中考慮厚度的變化。
2) 如果需要考慮薄膜模式或彎曲模式的沙漏問題，或模型中有面內彎曲，在 ABAQUS/Standard 中使用s4單元 (4 節點四邊形有限薄膜應變線性完全積分殼單元)可以獲得很高的精度。
3) S4R 單元 (4 節點四邊形有限薄膜應變線性減縮積分殼單元)性能穩定，適用范圍很廣。
展開 Abaqus橡膠本構模型選擇
本文主要對Abaqus中橡膠本構模型的選擇進行簡單介紹。
一、概述
與金屬材料不同，橡膠在受力以后的變形非常復雜，并伴隨著大位移和大應變。橡膠材料本身又是非線性材料，本構關系復雜，無法像金屬材料那樣僅需幾個系數便可描述材料特性。
此外，橡膠在變形過程中的體積幾乎不變，同時其力學行為對溫度、環境、應變歷史、加載速率等十分敏感，這樣就使得描述橡膠的行為更加復雜。
隨著技術的發展，現在可借助計算機使用有限元方法來分析工業中橡膠元件的力學性能，包括選取橡膠的本構模型、擬合本構模型等。
二、Abaqus中本構模型的選擇
在Abaqus中進行橡膠材料的本構模型選擇、主要包括以下幾個步驟：
1、在Module中下拉選擇property，并依次創建密度、延展性和超彈性項，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
2、接下來需要定義橡膠超彈性的參數，包括試驗應力-應變數據的導入、本構模型的識別和擬合選擇等。這里的數據導入以單軸試驗數據為例，各步操作如圖4~圖5所示。
圖
4
試驗數據導入準備
圖
5
數據導入（復制粘貼即可）
3、數據導入完成之后，就根據數據進行本構模型的識別。如圖6~圖7所示。
圖
6
試驗數據本構模型識別
圖
7
選擇可能的本構模型
其中，圖7中Test setup項可以默認；后面一個是可能相關的本構模型，可以根據數據大體判斷勾選。
展開 ABAQUS單元的選擇
如果想要以合理的費用得到高精度的結果，那么正確的選擇單元是非常關鍵的。對于ABAQUS經驗豐富的使用者，毫無疑問都會自己的單元選擇指南來處理各種具體的應用。但是，在剛開始使用ABAQUS時，下面的指導是非常有用的。
1、 實體單元選擇
以下單元選擇的建議適用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit：
（1） 盡可能的減小網格的扭曲。使用扭曲的線性單元的粗糙網格會得到相當差的結果。
（2） 對于模擬網格扭曲過分嚴重的問題，應用網格細劃的線性、減縮積分單元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R等）。
（3） 對三維問題應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果。當幾何形狀復雜時，采用六面體單元劃分網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（需要細劃網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格算法，用四面體單元劃分任意幾何體的網格。對于小位移無接觸的問題，在ABAQUS/Standard中的二次四面體單元（C3D10）能夠給出合理的結果。這個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，所用的分析時間都長于采用了等效網格的六面體單元。
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