膜單元的案例
板單元，殼單元，膜單元以及面單元的區別與聯系 附膜單元與殼單元的區別下載
下載地址：膜單元與殼單元的區別
ABAQUS任意單元表面加入膜單元或加入復合材料纖維層
以上內容來自360百科
本期是教大家如何在ABAQUS有限元模型中在任意實體單元表面加入殼單元作為纖維增強材料來模擬復合材料：
孔眼壁上的膜單元來模擬壁面加固材料
內加入纖維增強材料
轉自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
基于HyperWorks膜單元輸出應力應變仿真分析與測試對標的研究與應用
常亮_基于HyperWorks膜單元輸出應力應變仿真分析與測試對標的研究與應用.pdf
SAP2000面荷載傳遞剖析
博文【膜、板、殼單元應用簡述】中提到“……在SAP2000中設置膜、板、殼單元時，封邊梁彎矩會出現不連續的情況，這是因為荷載傳遞時通過節點和剖分點傳遞的，板、殼單元由于考慮面外剛度，荷載按剛度由節點傳遞，梁端較大，膜單元由于忽略面外剛度，各點傳遞荷載相等，且無扭矩產生……”，換句話說，殼單元與膜單元即使在同樣導荷方式下，荷載傳遞也是不一樣的。
下面取3mx6m板為例就上述現象說明，板四邊封梁，自重乘數設置為0，恒載定義為100kN/m2，導荷方式選取“均布殼荷載/Uniform Shell Load”，計算結果如圖1、圖2。
（a）殼單元
（b）膜單元
圖 1 支座反力圖
圖 2a 殼單元梁內力
圖 2b 膜單元梁內力
由結果可發現，當板定義為殼單元時，板上荷載合力 (3x6x100) kN與支座反力 (450x4) kN是相等的，梁上傳來的節點力大小與剛度成正比，越靠近支座處數值越大，板剖分越細越明顯（側面說明殼單元考慮板面外剛度），越細越接近于真實力狀態，其中每個支座借助于板面外剛度傳遞過來的荷載為 (450-110.6-265.7=73.7) kN；當板定義為膜單元時，板上荷載合力 (3x6x100) kN與支座反力 (200x4) kN不平衡，每個單元向四個角點傳遞荷載，每個角點分擔每個單元的 (1x1x100/4=25) kN，梁上的節點分擔荷載相等（無扭矩產生），支座反力為 (125+75=200) kN，即由于不考慮面外剛度，支座反力僅包括梁傳來的荷載，有 (450-200=150) kN荷載沒有傳遞，保留在板內單元節點上。若不進行剖分，則支座反力為 (450) kN。
展開 
【JY】YJK前處理參數詳解及常見問題分析：控制信息（二）
常見問題：
有限元方式僅適用于定義為彈性板3或者彈性板6的樓板，不適合彈性膜或者剛性板的計算。
2、膜單元類型
軟件可選為：經典膜單元（QA4）和改進型膜單元（NQ6Star）。
軟件一直以來采用的膜單元為經典膜單元，它的特點是帶旋轉自由度的精華非協調平面四邊形等參，QA4，Allman插值這種單元的詳細力學模型說明可見陳萬吉、龍馭球相關文章。
改進型膜元（又稱為二次完備精化非協調單元，NQ6Star），NQ6Star單元的轉角自由度比較完善，對于非規則四邊形單元也可得到較合理的應力分布，可明顯減少經典膜單元計算轉角位移結果與理論值存在的較大誤差。使用經典膜單元時，為保證梁與墻位移的合理傳遞，軟件采用了罰約束關系進行協調。在采用改進膜單元時，軟件會自動去掉這類罰約束關系。
由于單元的優良性質，在溫度應力計算、邊框柱與剪力墻的內力協調分配、弧形墻與梁協調等方面，計算結果更加合理。溫度應力的計算可與Etabs計算結果接近。在計算溫度荷載、邊框柱結果不合理、或者弧墻數量較多時可考慮選用改進型膜單元以改進計算結果。
3、考慮梁端剛域、考慮柱端剛域
選擇該項，軟件在計算時梁、柱重疊部分作為剛域計算，梁、柱計算長度及端截面位置均取到剛域邊，否則計算長度及端截面均取到端節點，梁、柱端剛域可以分別控制。
相關條文：
《高規》5.3.4條
4、墻梁跨中節點作為剛性樓板從節點
對于墻梁，當與之相連的樓板按剛性樓板計算時，網格劃分后與樓板相連節點將作為剛性樓板的從節點。由于受到剛性樓板約束，水平荷載作用下的梁端剪力一般較不受剛性樓板約束時大。
常見問題：
軟件增加該選項，默認勾選。不勾選時，墻梁跨中與樓板相連節點為彈性節點，梁端剪力一般較勾選時小。
5、梁與彈性板變形協調
勾選此參數后，對于用戶設置的彈性板，將在計算中和與其相連的梁的中間節點變形協調。
展開 ls-dyna知識（下）
CPU 時耗為 BT 單元的 1.4 倍；
b. 第一個具有物理沙漏控制的單元。
(4) S/R co-rotational Hughes-Liu (S/R CHL，KEYOPT(1)=7)：
a. 沒有沙漏的殼單元；
b. CPU為 8.8 * BT。
1.4.1.4 SHELL163 膜單元算法
有兩種膜單元算法：
(1) Belytschko-Tsay-Membrane (KEYOPT(1)=5)：
具有單點積分的膜單元算法。
(2) Fully integrated Belytschko-Tsay-Membrane (KEYOPT(1)=9)：
具有4個積分點的膜單元算法。
1.4.1.5 SOLID164 8 節點六面體單元
可以選擇兩種算法：
(1) 單點積分；
a. 對大變形問題十分有效；
b. 需要沙漏控制；
(2) 完全積分 (2x2x2 積分)；
a. 求解慢，但無沙漏；
b. 使用大的泊松比時謹慎；
建議不用退化四面體單元，對于顯式動力分析最好用映射網格，拖拉出的帶金字塔形網格也可以。
1.4.1.6 COMBI165彈簧阻尼單元
用兩個節點定義，可以與所有其他單元聯結，具有平動和扭動自由度。這種單元能夠應用復雜的非線性力-位移關系。
由于 COMBI165 只具有彈簧與阻尼選項，對于彈簧、阻尼組合體必須分別定義兩個單元。
1.4.1.7 MASS166 Mass Element
MASS 166 是一個有9個自由度的點質量單元：在x，y，z方向的平動、速度、加速度，單元還有針對旋轉慣性，但沒有質量的選項。
展開 運用多體仿真提高咖啡膠囊機的容量和性能——優化機體部件運行規律實現改進
膠囊機器的向前移動，密封膜的進料、切割和運輸，都是“移動操作”。本項目研究過程不涉及靜止操作。
為了達到預期的目標，OPEM與EnginSoft合作，優化控制不同機體部件的運動規律。優化過程由RecurDyn軟件的多體仿真支持運行，軟件驗證了在新型、高要求運動規律下的系統動態行為。
分析單元
所分析的機件分為四個單元：切割焊接單元、給膜器單元、膠囊傳送帶單元、結構框架單元。
切割焊接單元
切割焊接單元（圖1）將密封膜切割成圓形，并將其運輸和密封在膠囊的頂部。為了執行這些操作，該部分的組件由兩個電動機驅動。電機施加的運動通過一系列四連桿機構和曲柄機構傳遞，因此電機的運動和末端執行器的運動之間呈非線性關系。
圖1 切割焊接單元 圖 2 給膜器單元
給膜器單元
給膜器單元（圖2）主要提供將要切割和密封的薄膜。薄膜的移動由幾個電機控制，施加適度張力，并正確地對齊薄膜。在進行切割操作時，薄膜孔的排料對減少廢料量非常重要。
圖 3 排料案例：
右邊的方案可通過橫向平移薄膜獲得，明顯減少廢料。
Opem的設計具有曲柄機構，能平移整個給膜器單元，形成更完整的排料孔，從而減少廢料（圖3）。
展開 運用多體仿真提高咖啡膠囊機的容量和性能——優化機體部件運行規律實現改進
膠囊機器的向前移動，密封膜的進料、切割和運輸，都是“移動操作”。本項目研究過程不涉及靜止操作。
為了達到預期的目標，OPEM與EnginSoft合作，優化控制不同機體部件的運動規律。優化過程由RecurDyn軟件的多體仿真支持運行，軟件驗證了在新型、高要求運動規律下的系統動態行為。
分析單元
所分析的機件分為四個單元：
切割焊接單元
給膜器單元
膠囊傳送帶單元
結構框架單元
切割焊接單元
切割焊接單元（圖1）將密封膜切割成圓形，并將其運輸和密封在膠囊的頂部。為了執行這些操作，該部分的組件由兩個電動機驅動。電機施加的運動通過一系列四連桿機構和曲柄機構傳遞，因此電機的運動和末端執行器的運動之間呈非線性關系。
圖1 切割焊接單元
圖 2 給膜器單元
給膜器單元
給膜器單元（圖2）主要提供將要切割和密封的薄膜。
展開 板殼單元的分析詳解 附板殼理論鐵摩辛柯下載
【算例B】
區別Sap2000里殼/板/膜 的平面外剛度/平面內剛度。
在Sap2000中，殼單元具有面內外剛度，是完全單元，板/膜單元僅為殼單元的特例。
板單元僅具有平面外剛度，可模擬承受彎曲力，在需要且假設得當的情況下，可模擬薄梁或者地基梁等。
膜單元僅具有平面內剛度，可模擬承受膜力，在需要且假設得當的情況下，可模擬建筑樓板。
基于comsol進行共振薄膜聲學超材料的模態分析
進行COMSOL 預應力模態仿真時，圓形薄膜結構采用膜單元(Membrane)，薄膜中心質量塊結構進行添加質量處理，除邊界條件的設置外，還需在薄膜表面施加初始面應力 200N/m。仿真分析的步驟如下所示。
（1）建立幾何模型
圖4.幾何模型的構建
（2）設置物理場
圖5.物理場的設置
（3）模態分析
無附加質量塊張緊圓膜結構和附加圓形質量塊薄膜型結構的前6階固有頻率和模態振型仿真結果如圖。可以看出在comsol中利用膜單元對薄膜型結構的固有模態分析結果與原文中對應的十分準確。
圖6. 復現無中心質量塊薄膜型結構的固有模態
圖7. 復現含中心質量塊薄膜型結構的固有模態
分
最后,有相關需求歡迎通過公眾號"320科技工作室"與我們聯絡
展開 纏繞條帶加固柱體
若不考慮條帶的抗彎剛度，可將其模擬為膜單元（或抗彎剛度很小的板單元），其在空間上是一個螺旋曲面（如圖1所示）。該空間曲面是通過對一線段旋轉加扭轉建成的。具體為Part模塊中通過Create Part選擇三維空間，基于shell通過旋轉建模（圖2），然后在圖3所示的繪圖空間中繪制條帶的起始邊，確認后調出土4所示的對話框，參數含義如圖所示，可隨意調整查看效果。
圖1
圖2
圖3
圖4
條帶單元采用膜單元，所以在創建Section時，要選擇shell下的membrane（圖5）。
圖5
柱體可再創建一個實體part，條帶與柱之間通過設置接觸，本例中采用Cohesive Behavior模擬所可能的粘結（膠水）作用，也可以設置一個初始拉應力模擬實際情況。
a 有條帶
b無條帶
圖6對比了有無條帶，柱頂軸向加壓后的豎向變形，在條帶約束下，側向變形受限，軸向變形相應減小。需要注意，本例中的參數取值較為隨意，不反映實際情況，只是提供一種可能的分析思路。
作者： 費康
來源ABAQUS在巖土工程中的應用
展開 
【JY】板殼單元的分析詳解
【算例B】
區別Sap2000里殼/板/膜 的平面外剛度/平面內剛度。
在Sap2000中，殼單元具有面內外剛度，是完全單元，板/膜單元僅為殼單元的特例。
板單元僅具有平面外剛度，可模擬承受彎曲力，在需要且假設得當的情況下，可模擬薄梁或者地基梁等。
膜單元僅具有平面內剛度，可模擬承受膜力，在需要且假設得當的情況下，可模擬建筑樓板。
[轉貼]８年經驗者如何比較三種主流鈑金分析軟件的（dynaform,autoform,pamstamp)
p
1）初級用戶以及工廠產品工藝設計組（拋開市場的價格來看），我個人認為應該選擇autoform;這點大家都很清楚；但是到模具設計后的階段應該選擇DF或者Pam（你必須要學習了），因為一個高手可以用DF和Pam得到的結果直接來開模（包括起皺和回彈問題）但是AF的膜單元算法不是每個人都可以從結果把起皺（折疊太嚴重，不能計算了）回彈判斷出來。膜單元的致命弱點，不能受太大的彎曲。他的4.0有Shell選項了，但是誰還會選擇他呢，因為他的速度快的優勢沒有了。
2)學生及學者：那我勸你學習DYNAFORM吧，其求解器如此的開放，選擇他的人，肯定能畢業。AF他的那點trick永遠不會讓你知道，過去，現在和將來。你學了永遠沒有成就感。而且dynaform的求解其lsdyna是Pam的求解器的老祖宗。pam是在70年代用dyna的公開代碼發展起來的。
３）高級用戶，我指得是不僅只做分析，而且要研發（材料，回彈，回彈補償等等）那就不要選擇AUOTFORM了。
然后再說一下使用情況，從全球來講：SimWe仿真論壇w g$l?e U)i
１）模具廠：ＡＦ相對多一些（歐洲和日韓），應為快，那些不準確的＋經驗可以克服，但是回彈解決的確實差點，ＤＦ次之，Ｐａｍ最后。ｐａｍ產品經過分分合合，讓很多人不喜歡，尤其是老用戶。而且Ｐａｍ也較貴。
２）主機廠：在北美和中國ＤＦ多一些，因為ｄｙｎａｆｏｒｍ是北美的產品，而北美的ＣＡＥ甚至模具設計等幾乎一半是中國人；歐洲ＡＦ和Ｐａｍ多一些，因為是歐洲的產品，相信地域吧。比如日本用得最多反而是日本本土的Jstamp，它雖然用的是老的lsdyna求解器（ｌｓｔｃ公司只給他們老的求解器），而ｅｔａ和ｌｓｔｃ是兄弟關系（不是老板是兄弟，是產品兄弟，這個是有淵源的，不再贅述了）。
展開 ABAQUS單元特點總結
ABAQUS擁有廣泛適用于結構應用的龐大單元庫。單元類型的選擇對模擬計算的精度和效率有重大的影響。
節點的有效自由度依賴于此節點所在的單元類型；單元的名字完整地標明了單元族、單元的數學描述、節點數及積分類型；所用的單元都必須指定單元性質選項。單元性質選項不僅用來提供定義單元幾何形狀的附加數據，而且用來識別相關的材料性質定義；對于實體單元，ABAQUS參考整體笛卡爾坐標系來定義單元的輸出變量，如應力和應變?？梢杂?ORIENTATION選項將整體坐標系改為局部坐標系；對于三維殼單元，ABAQUS參考建立在殼表面上的一個坐標系來定義單元的輸出變量?？梢杂?ORIENTATION選項更改這個參考坐標系。
·
節點數：決定單元插值的階數。
·
數學描述：定義單元行為的數學理論。
·
積分：應用數值方法在每一單元的體積上對不同的變量進行積分。
·
部分單元采用高斯積分方法計算單元內每一高斯點處的材料響應。
·
單元末尾用字母“R”識別減縮積分單元，否則是全積分單元。
根據單元族，可以分為實體單元，殼單元，梁單元，桁架單元，膜單元，剛體單元，特殊目的單元等。各種單元的特點如下圖所示。
根據積分方式，可以分為線性完全積分單元，二次完全積分單元，線性縮減積分單元，二次縮減積分單元，非協調模式單元，線性三角形和四面體單元，二次三角形和四面體單元，修正二次三角形和四面體單元，雜交單元。其特點如下圖所示。
轉自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
展開 ABAQUS單元特點總結
ABAQUS擁有廣泛適用于結構應用的龐大單元庫。單元類型的選擇對模擬計算的精度和效率有重大的影響。
節點的有效自由度依賴于此節點所在的單元類型；單元的名字完整地標明了單元族、單元的數學描述、節點數及積分類型；所用的單元都必須指定單元性質選項。單元性質選項不僅用來提供定義單元幾何形狀的附加數據，而且用來識別相關的材料性質定義；對于實體單元，ABAQUS參考整體笛卡爾坐標系來定義單元的輸出變量，如應力和應變?？梢杂?ORIENTATION選項將整體坐標系改為局部坐標系；對于三維殼單元，ABAQUS參考建立在殼表面上的一個坐標系來定義單元的輸出變量。可以用*ORIENTATION選項更改這個參考坐標系。
· 節點數：決定單元插值的階數。
· 數學描述：定義單元行為的數學理論。
· 積分：應用數值方法在每一單元的體積上對不同的變量進行積分。
· 部分單元采用高斯積分方法計算單元內每一高斯點處的材料響應。
· 單元末尾用字母“R”識別減縮積分單元，否則是全積分單元。
根據單元族，可以分為實體單元，殼單元，梁單元，桁架單元，膜單元，剛體單元，特殊目的單元等。各種單元的特點如下圖所示。
根據積分方式，可以分為線性完全積分單元，二次完全積分單元，線性縮減積分單元，二次縮減積分單元，非協調模式單元，線性三角形和四面體單元，二次三角形和四面體單元，修正二次三角形和四面體單元，雜交單元。其特點如下圖所示。
賞
展開 