單元法向的案例
通過HyperMesh調整Abaqus復合材料實體單元的法向（掃略方向） ￥5
通過HyperMesh調整Abaqus實體單元的法向（掃略方向）
在Abaqus中進行復合材料實體單元建模時，有時候會遇到單元掃略方向不是我們想要的那種狀態，為了得到正確的單元信息，需對單元掃略方向進行調整
這樣才能保證復合材料鋪層是從下往上，而不是從有到左
為了實現這一功能，需進行如下步驟
HyperMesh復合材料建?！鴺讼嫡{整
首先定義材料坐標系，鋪層角度參考材料坐標系，OptiStruct結果輸出基于單元坐標系。調整單元法向、 單元坐標系和材料坐標系（單元坐標系與材料坐標系一致）。
1. 單元法向
調整復合材料單元法向，可以確定鋪層的厚度方向，單元偏置也是根據單元法向來進行。點擊工具欄的normal，進入單元法向調整界面，如下圖所示。首先查看單元法向是否一致，面板中comps選擇需要單元所在的components，再點擊display normals，可以根據顏色（單元法向指向紅色的一邊）看出單元法向是否一致。單元法向不一致的需要進行調整，面板中comps選擇需要調整單元所在的components，orientation選擇單元法向正確的單元，最后點擊adjust normals便完成單元法向的調整。
2. 鋪層角度
復合材料鋪層角度是基于參考坐標系定義的。鋪層角度示意圖如下圖所示。
3. 單元坐標系與材料坐標系
對于正交各向異性單元，材料坐標系默認平行于單元坐標系，如圖為單元坐標系與材料坐標系的關系。
各個單元的單元坐標系不相同，故材料坐標系也不相同，需調整正交各項異性單元的材料坐標系使其相同。調整前后的材料坐標系示意圖如下圖所示。
HyperMesh調整材料坐標系流程：點擊2D-composite，如下圖（a）；選擇material orientation如下圖（b），選取需要調整的elements，指定正確的坐標系后點擊project。調整完成后的結果如下圖（c）所示。
以上就是HyperMesh中關于復合材料坐標系調整的一些知識，后續持續更新復合材料建模教程
展開 基于VPS軟件 吹氣球的兩種方法
2、兩種方法，
方法一，將氣體流入簡化為均勻壓力載荷；
方法二，使用均壓氣囊法。這種方法與安全氣囊方法一致，從本方法中，大家可以學習安全氣囊建模的方法。
材料卡片
氣球網格為2D網格，材料對應的也需要采用2D材料。氣球的實際材料為橡膠，具有超彈材料的特性，因此本文選用了mat_121。
氣球材料卡片及材料參數
材料mat_121是一個粘彈性材料本構模型，它采用的是Maxwell方程。Maxwell模型通過一個彈簧單元和一個阻尼單元串聯形成。
Maxwell材料模型
對于Maxwell模型，有以下關系：
在應變保持不變的基礎上，應力會逐漸變小趨向于0，這種現象我們稱之為應力松弛。Maxwell模型能夠較好地表征橡膠的應力松弛行為。
邊界條件設置
氣球吹起膨脹的過程，實際上是將氣體吹入氣球內部，內部壓力增大，向外膨脹的過程。因此，我們可以通過兩種方法來模擬這一過程，方法一是一種簡化的方式，既然本質上是壓力增大，我們可以將模型簡化為表面壓力；方法二是采用均壓安全氣囊法，該方法與實際情況更加匹配。當然，既然是安全氣囊，同樣可以采用FPM法。
方法一
氣體流入簡化為壓力，只需要設置一個壓力卡片即可。
由于壓力是有方向的，在設置壓力之前，需要對模型的法向進行檢查，保證法向的一致性，并明確法向的方向。本模型中，氣球的法向是統一朝外的。
單元法向
VPS中，壓力方向與單元法向相反，因此，在設置壓力卡片時，輸入負值為法線方向，正值為法線負方向。
壓力載荷卡片
方法二
氣囊建?？梢允褂镁鶆驂毫?em>法(Uniform pressure) 和 FPM 方法 (Finite Point Method 有限點法)。本文將采用UP法進行氣囊建模。
展開 Rbe2與Rbe3單元的區別 ￥5
兩端分別兩個網格單元，中間用如圖所示的1D單元連接... 3
關于例子1的拓展：... 5
猜想1——例子2. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，中心點在圓孔正中心... 5
猜想2——例子3. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，中心點不在圓孔正中心... 5
例子4. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，力方向垂直于單元法向... 6
例子5. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，力方向垂直于單元法向... 7
施力位置在單元平面內 向垂直力的方向偏移... 7
例子6. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，力方向垂直于單元法向... 7
施力位置沿單元法向偏移 再沿力的方向偏移... 7
例子7. 實體單元... 8
四、載荷——扭矩... 10
例子8. 扭矩. 10
五、總結... 11
---------------------------------以下正文----------------------------------------
前言
問題1. Rbe2和Rbe3哪個適合做約束施加中心，哪個適合做載荷施加中心？
有經驗的CAE工程師，會建議我們，施加約束時，使用Rbe2單元，施加載荷的時候使用Rbe3單元。
這種說法正確嗎？
為什么？
問題2. Rbe2和Rbe3力的分配是中心點平均分配到各連接節點上嗎？
下圖所示，兩側的力是平均分配嗎？還是跟中心點跟兩邊點的距離有關。
分配到相連接的節點上的情況又是怎么樣的？
問題3. Rbe2和Rbe3中心點不在連接點所在平面的正中心會影響力的分配嗎？
下圖所示，
力的施加高度不同會對變形有影響嗎？有沒有力矩的作用？
對相連接節點力有影響嗎？
力的施加位置向其他方向偏移對變形有影響嗎？
展開 
干貨分享（五）：碰撞分析中網格質量控制標準
???碰撞分析模型的單元要滿足以下質量標準
???2D網格質量檢查
??5mm網格標準
??8mm網格標準
??10mm網格標準
關鍵位置，關鍵部件的網格標準必須嚴格按照表中規定的標準進行劃分。
???3D網格質量檢查標準
???注意事項
重復單元檢查：模型中不允許出現重復單元。
自由邊檢查：部件中除邊界為不能出現自由邊，保持節點連續性。
體單元用HyperMesh中Face/Edges命令檢查節點連續性。
面單元法向檢查，部件的單元法向要保持一致。
去除自由節點。
想學習更多的知識，請聯系我們！
微信公眾號：名稱：“DR有限元”
號碼：“hello_cae”
展開 workbench-ACP復材殼單元與實體單元對比仿真-實例2
一、目標
1、實體單元鋪層過程
2、對比復材殼單元與實體單元模擬結果
二、實例說明
1、材料參數：選擇軟件自帶（FAW290，RC39）
2、模型尺寸：100*200mm，片體，單層厚度：0.3mm
3、鋪層：[45/0/-45/90]s、[45/0/-45/90]4s
4、模型四周固定，中間面加載0.4Mpa壓力
5、生成實體單元，查看層間應力、失效情況
三、仿真過程
前面步驟與實例1一樣
鋪層結束后在ACP（pro）界面生成實體
若為多結構產品鋪層，需連接處需填充樹脂，模擬成型固化后樹脂填充。
shell normal殼單元法向填充，不改變反向，
surface normal填充方式為新生成實體單元的法向改變下一層實體單元拉伸方向
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四、結果對比
1、從結果看，厚2.4mm，殼單元與實體單元分析結果差異較小；
2、厚度9.6mm，屬于大變形范圍，殼單元與實體單元應力差異較大，變形差異較??；
3、此實例結果僅供參考，實際過程產品結構不會這么簡單，存在實心區域，蜂窩結構，金屬件與復材搭接，復材變截面等結構，整理來說，厚度較薄時可采用薄殼單元處理。
展開 《DYNAFORM 5.9發布》
b) 更改了板料網格法向，以確保頂部和底部應變結果的正確性。 c) 使鉗口（Bullnose）的網格法向指向板料， 以改進模擬結果。 d) 對于橫向蒙皮拉形Bullnose的Relaxation工序而言，默認的機器運動僅包括工作臺行程（Table Stroke），不包括拉伸缸位移（Tension Cylinder Motion）。 e) 實現了Bulldozer行程（Bulldozer Stroke）的新功能。 f) 當選擇了一個主工具的速度時，DYNAFORM 自動計算并顯示從工具的速度。坯料生成器（Blank Generator）的新特征1. 支持創建厚殼單元（Thick Shell Elements）和實體單元（Solid Elements）。2. 添加了從BSE復制（Copy from BSE）按鈕，將坯料生成器（Blank Generator）與BSE輪廓線列表（BSE Outline List）相連接起來。 3. 添加了同時選擇并生成輪廓線和孔的功能。 4. 添加了新的網格劃分方式“Disk Mesh”對圓形和橢圓形輪廓線進行網格劃分，生成的單元將沿半徑方向均勻分布。任務提交器（Job Submitter）的特征和功能1. 將消息文件擴展名從*.js更改為*.jsb。 2. 支持指定LS-DYNA 求解器許可證。3. 增加了一個按鈕，允許通過eta/POST 打開結果文件（*.d3plot, *.dynain 和*.fas）。4. 支持提交任務到LS-DYNA/MPP 求解器。 改進和增強的前處理性能1. 新增的截面功能a) 增加了通過鼠標在屏幕上移動截面的功能。b) 用戶現可通過兩點在屏幕上定義裁切平面（Cut Plane）。c) 允許為用戶自定義的平面啟用前處理和后處理的2D和3D截面功能，允許平行截面并創建了這些截面的曲面，保持了截面的原始零件層顏色。
展開 【HyperWorks優化實例向導】之自由形狀優化
對于2D單元：
classic 方法中的變量只能是自由邊上的節點。節點可以沿著 2D 單元自由邊法向移動。
vertex morphing 方法中的變量可以是任意節點，面內的節點的運動方向是單元法向，外側節點可以沿著 2D 單元自由邊法向移動。
以下動畫是一個2D自由形狀變量的例子：
對于3D單元：
classic 和 vertex morphing 方法中的節點變量都只能是外表面的節點（自動忽略內部節點），而且都只能沿著外表面的法向運動。
以下動畫是 3D 自由形狀優化的一個例子：
接下來我們通過具體的例子來說明用法。
例1 內外邊界節點優化 （classic 方法）
優化三要素
變量節點位置如下圖所示，限制四個角點只能沿著y軸方向移動。
01優化結果
02優化迭代動畫
例2 內外邊界節點優化 （vertex 方法）
本例中將節點移動的最遠距離通過 2D 單元進行限制，這些單元需要設置為 BMFACE 單元類型。
01優化前的應力分布
02優化后的應力分布
03變形結果
04優化結果
（對，你沒有看錯，應力變成了10%！）
例3 實體網格優化 （vertex 方法）
工況和 2D 模型類似，為了應力級別一致修改了力的大小。設置兩個表面的節點作為自由形狀優化的設計變量。限制邊界上的節點只能沿著厚度方向運動。
展開 abaqus Python批量自動識別螺栓加載螺栓預緊力
abaqus Python批量自動識別螺栓加載螺栓預緊力，代碼見下，能自動識別與默認XYZ坐標軸方向相同的螺栓，基于網格單元法向確定螺栓力加載方向，無需手動指定方向,自動建立Surface set。step1-bolt建立螺栓力，step2批量修改保持螺栓長度。
【HyperWorks優化實例向導】之自由形狀優化
對于2D單元：
classic 方法中的變量只能是自由邊上的節點。節點可以沿著 2D 單元自由邊法向移動。
vertex morphing 方法中的變量可以是任意節點，面內的節點的運動方向是單元法向，外側節點可以沿著 2D 單元自由邊法向移動。
以下動畫是一個2D自由形狀變量的例子：
對于3D單元：
classic 和 vertex morphing 方法中的節點變量都只能是外表面的節點（自動忽略內部節點），而且都只能沿著外表面的法向運動。
以下動畫是 3D 自由形狀優化的一個例子：
接下來我們通過具體的例子來說明用法。
例1 內外邊界節點優化 （classic 方法）
優化三要素
變量節點位置如下圖所示，限制四個角點只能沿著y軸方向移動。
01優化結果
02優化迭代動畫
03操作視頻
0:00 / 06:22
速度
洗腦循環
例2 內外邊界節點優化 （vertex 方法）
本例中將節點移動的最遠距離通過 2D 單元進行限制，這些單元需要設置為 BMFACE 單元類型。
01優化前的應力分布
02優化后的應力分布
03變形結果
04優化結果
（對，你沒有看錯，應力變成了10%?。?例3 實體網格優化 （vertex 方法）
工況和 2D 模型類似，為了應力級別一致修改了力的大小。設置兩個表面的節點作為自由形狀優化的設計變量。限制邊界上的節點只能沿著厚度方向運動。
展開 DYNAFORM 5.9 發布
b)更改了板料網格法向，以確保頂部和底部應變結果的正確性。
c)使鉗口（Bullnose）的網格法向指向板料，
以改進模擬結果。
d)對于橫向蒙皮拉形Bullnose的Relaxation工序而言，默認的機器運動僅包括工作臺行程（Table Stroke），不包括拉伸缸位移（Tension Cylinder Motion）。
e)實現了Bulldozer行程（Bulldozer Stroke）的新功能。
f)當選擇了一個主工具的速度時，DYNAFORM 自動計算并顯示從工具的速度。
坯料生成器（Blank Generator）的新特征
1.支持創建厚殼單元（Thick Shell Elements）和實體單元（Solid Elements）。
2.添加了從BSE復制（Copy from BSE）按鈕，將坯料生成器（Blank Generator）與BSE輪廓線列表（BSE Outline List）相連接起來。
3.添加了同時選擇并生成輪廓線和孔的功能。
4.添加了新的網格劃分方式“Disk Mesh”對圓形和橢圓形輪廓線進行網格劃分，生成的單元將沿半徑方向均勻分布。
任務提交器（Job Submitter）的特征和功能
1.將消息文件擴展名從*.js更改為*.jsb。
2.支持指定LS-DYNA 求解器許可證。
3.增加了一個按鈕，允許通過eta/POST 打開結果文件（*.d3plot, *.dynain和*.fas）。
4.支持提交任務到LS-DYNA/MPP 求解器。
改進和增強的前處理性能
1.新增的截面功能
a)增加了通過鼠標在屏幕上移動截面的功能。
b)用戶現可通過兩點在屏幕上定義裁切平面（Cut Plane）。
展開 
案例29 調整單元法線方向
調整單元法線方向
在VL中，不僅可以顯示單元的法向，而且可以調節法線的方向，這里一個簡單的說明。
首先在結構樹Nodes and Elements 上右擊，選Generate Image，然后可以顯示單元的法向。
對法線方向的調整可在Structures---->FiniteElement Analysis Pre/Post--->Nodes&Elements模塊中進行。
然后在工具--->ElementQuality--->Reverse Shell Element中進行操作，選取要編輯的網格、參考單元，即可實現單元法線方向的調整。
感謝阿偉（superxjw版主）在本人學習LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
調整單元法線方向.pdf
展開 基于optistruct車門抗凹簡易模擬（掌壓） ￥70
采用殼單元，基本網格尺寸10mm，受壓部位局部網格尺寸2mm，并保證網格質量。
接觸定義：外板于探頭接觸部位定義接觸，接觸對的類型通常為面面接觸，選取網格較粗剛度較大的探頭作為主面，選取網格較密剛度較小的外板作為從面。在Hyperworks/optistruct接口模塊定義接觸面、接觸屬性。
抗凹薄弱部位的選取：1、對外覆蓋件與車身相連接部位進行全自由度約束，基于模態分析，選取剛度較弱的位置作為參考點。2、對外覆蓋件與車身相連接部位進行全自由度約束，在覆蓋件沿著單元法向施加1e-3單位壓強，考察剛性薄弱部位。
車門抗凹分析結果動畫
提取加載力和位移信息：
繪制加載力與位移曲線
力-位移曲線（加載/卸載）
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 ANSYS接觸分析之三_ 接觸力的讀取
問題描述：在ANSYS中可以得到接觸面的法向接觸壓力，但是如何得到接觸力呢？
解決：使用Element Table功能
時間：2007-6-4
作者：linuaries
Email：linuaries@hotmail.com
附件里面是兩個例子的對比，ContactForce_without_Curve為平面接觸，ContactForce_with_Curve為凹面接觸。
兩個例子都是底面Fixed,在TOP面施加1MPa的壓力。最后計算出來的結果在接觸面上的接觸力約為10，000N，可以認為反映了計算結果。
但是這里面有一些疑問，為什么讀取NIMS，58，59，60，61即實際接觸面積時得到的接觸力反而??？是否ANSYS自動對單元計算結果進行投影？
PS：C_Force為單元接觸法向壓力*單元實際接觸面積的總和
E_Force為單元接觸法向壓力*單元幾何面積的總和
本分析對需要使用實體代替梁分析接觸分析時，可初步解決如何提取軸力的問題。歡迎大家就此問題繼續探討下去。
幾何模型
[url=]
有限元模型
[url=]
Von Mises應力云圖
[url=]
接觸力結果
[url=]
ContactForce_Inputfiles.rar
展開 Patran 未公開的六面體網格劃分方法
b）對實體所有表面用Paver生成四邊形網格，注意在Paver參數的設置中使其不生成三角形網格：
劃分的面網格：
c）消除重復節點，檢查單元法向向外，保證面網格封閉。
d）選擇該實體所有面網格，輸入網格大小，點擊Apply將進行六面體網格劃分。
選擇面網格：
形成的六面體網格放于HexMeshElem_1組中
2 參考信息
模型文件：HexMesh_V1.plb，p3epilog.pcl和test.xmt_txt
適用版本：MSC Nastran2011
本文綜合資料自網絡，分享知識，侵刪。
