Abaqus网格划分原则

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1、如何使用3D实体单元？1如果不需要模拟非常大的应变或进行一个复杂的、改变接触条件的问题，则应采用二次减缩积分单元(CAX8R,CRE8R,CPS8R.C3D20R等)。2如果存在应力集中，则应在局部采用二次完全积分单元（CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等）。它们可在较低费用下对应力梯度提供最好的解决。尽量不要使用线性减缩积分单元。用细化的二次减缩积分单元与二次完全积分单元求解结果相差不大，且前者时间短。3对含有非常大的网格扭曲模拟（大应变分析），采用细网格划分的线性减缩积分单元（CAX4R,CPE4R.CPS4R,C3D8R等）。4对接触问题采

2、用线性减缩积分单元或非协调单元（CAX4I,CPE4I,CPS4II,C3D8I等）的细网格划分。5对以弯曲为主的问题，如能保证所关心部位单元扭曲较小，使用非协调单元（如C3D8I），求解很精确。6对于弹塑性分析，不可压缩材料（如金属），不能使用二次完全积分单元，否则易体积自锁，应使用修正的二次三角形或四面体单元、非协调单元，以及线性减缩积分单元。若使用二次减缩积分单元，当应变超过20%-40%要划分足够密的网格。7除平面应力问题之外，如材料完全不可压缩（如橡胶），应使用杂交单元；在某些情况下，近似不可压缩材料也应使用杂交单元。8当几何形状复杂时，万不

3、得已采用楔形和四面体单元。这些单元的线性形式，如C3D6和C3D4，是较差的单元（若需要时，划分较细的网格以使结果达到合理的精度），这些单元也应远离需要精确求解的区域。应该采用修正的二次四面体单元（C3D10M）。9如使用了自由网格划分技术，四面体单元应选二次的，其结果对小位移问题应该是合理的，但花时间多。在ABAQUS/Standard中选C3D10，ABAQUS/Explicit中选修正的（C3D10M）。如有大的塑性变形，或模型中存在接触，且使用默认的“硬”接触关系，也应选C3D10M。10ABAQUS/Explicit模拟冲击或爆炸，应选线性单

4、元。网格类型说明：二次缩减积分：应力/位移的最佳选择（除了大位移（大应变）和接触）粗网格沙漏也不严重复杂应力下，自锁也不敏感节点应力精度低与二次完全积分。弹塑性问题，当应变超过20%-40%要划分足够密的网格。二次完全积分（为保证应力梯度）：应力集中，应力计算结果精确，不用于接触分析弹塑性分析中对不可压缩材料易产生体积自锁。单元发生扭曲或弯曲应力有梯度时，可能出现某种程度的自锁线性缩减积分（细网格以克服沙漏）：求解位移较精确网格扭曲变形时，求解精度影响不大弯曲分析不容易剪切自锁可用于接触分析应力集中处的节点应力不精确线性完全积分：（因剪切闭锁）在小位移

5、时方可用用于局部应力集中不用于弯曲（会剪切自锁）非协调单元（网格应细分）：弯曲问题中，厚度方向很少的单元也能保证精度，速度快单元扭曲不能大克服了剪切自锁问题若单元扭曲小，求解位移、应力精确楔形、四面体单元（效果差）：不得已，才在不重要区域用线性单元精度很差二次单元精度较高，速度慢，能模拟任意形状二次四面体单元适用于小位移无接触问题，速度慢。在ABAQUS/Standard中选C3D10，ABAQUS/Explicit中选。如有大的塑性变形，或接触，也应选修正的二次四面体单元杂交单元：用于不可压缩或近似不可压缩材料三维实体：线性缩减积分：沙漏：线性缩减积

6、分单元模拟弯曲，积分点所有应力分量为零，变形能为零，单元没有刚度。粗网格情况下，这种零能量模式扩展，使结果无意义。线性缩减积分单元模拟弯曲，在厚度方向至少采用四个单元。---为防止沙漏。剪切闭锁：弯曲时，线性完全积分单元的边不能弯曲。如下图壳单元类型选择A对于薄壳问题，常规壳单元的性能优于连续体壳单元；对于接触问题，连续体壳单元的计算结果更加精确，因为它能在双面接触问题中考虑厚度的变化。1当要求解十分精确时，可使用线性、有限薄膜应变、完全积分的四边形壳单元（S4），这个壳单元十分适合于要考虑膜作用或有弯曲模式沙漏的问题，也适合于有变形弯曲的问题。2线性

7、、有限薄膜应变、缩减积分、四边形壳单元（S4R）性能稳定，适合范围很广。3线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3/S3R）可作为一般的壳单元来应用。因为在单元内部是常应变近似场，求解弯曲变形喝高应变梯度问题时需精细的网格。4考虑到在复合材料层合壳模型中剪切肉度的影响，可采用厚壳单元（S4、S4R、S3/S3R、S8R）来模拟它，此时需检验平面假定是否满足。5四边形或三角形的二次壳单元，对一般的小变形薄壳来说很有效，它们对剪力锁闭和薄膜锁闭不敏感。6如果在接触分析中一定要用二阶单元，不要选用二阶三角形壳单元（STRI65），而要采用9节点的四边形壳单元（

8、S9R5）。7对于几何线性的，但规模规模又非常大的模型，线性薄壳单元（S4R5）通常将比一般壳