如何选择ABAQUS单元类型
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1、按照节点位移插值的阶数,可以将ABAQUS单元分为线性单元、二次单元和修正的二
次单元
2、线性完全积分单元在承受弯曲载荷时会出现剪切自锁,造成单元过于刚硬,即使划分很
细的网格,计算精度仍然很差
3、二次完全积分单元适于模拟应力集中问题,一般情况下不会出现剪切自锁,但不能在接
触分析和弹塑性分析中使用
4、线性减缩积分单元对位移的求解结果较精确,在弯曲载荷下不容易发生剪切自锁,网格
的扭曲变形(例如Quad单元的角度远远大于或小于90°)对其分析精度影响不大,但这种单元需要划分较细的网格来克服沙漏问题,且不适于求解应力集中部位的节点应力5、二次减缩积分单元不但支持了线性减缩积分单元的优点,而且不划分很细的网格也不会
出现严重的沙漏问题,即使在复杂应力状态下,对自锁问题也不敏感,但它不适于接触分析和大应变问题
6、非协调模式单元克服了剪切自锁问题,在单元扭曲比较小的情况下得到的位移和应力结
果很精确,但如果所关心部位的单元扭曲比较大,其分析精度会降低
7、线性Tri单元和Tet单元的精度很差,二次Tet单元(C3D10)适于ABAQUS/Standand中
的小位移无接触问题,修正的二次Tet单元(C3D10M)适于ABAQUS/Explicit,以及ABAQUS/Standand中的大变形和接触问题
8、ABAQUS的壳单元可以有多种分类方法,按照薄壳和厚壳来划分,可以分为通用目的
(general-purpose)壳单元和特殊用途(special-purpose)壳单元;按照单元的定义方式,可以分为常规(conventional)壳单元和连续体(continuum)壳单元
9、ABAQUS中的所有梁单元都可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形,B21和B31单
元(线性梁单元)以及B22和B32单元(二次梁单元)即适用于模拟剪切变形引起重要作用的深梁,又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁,三次单元B23和B33只需划分很少的单元就可以得到较精确的结果
1、对于应力集中问题,尽量不要使用线性减缩积分单元,可使用二次单元来提高精度。如
果在应力集中部位进行了网格细化,使用二次减缩积分单元与二次完全积分单元得到的应力结果相差不大,而二次减缩积分单元的计算时间相对较短
2、对于弹塑性分析,如果材料是不可压缩的(例如金属材料),则不能使用二次完全积分
单元,否则会出现体积自锁问题,也不要使用二次Tri单元和Tet单元。推荐使用的是修正的二次Tri单元和Tet单元、非协调单元,以及线性减缩积分单元。如果使用二次减缩积分单元,当应变超过20%~40%时要划分足够密的网格
3、如果模型中存在接触或大的扭曲变形,则应使用线性Quad或Hex单元,以及修正的二
次Tri单元和Tet单元,而不能使用其他的二次单元
4、对于以弯曲为主的问题,如果能够保证在所关心部位的单元扭曲小,使用非协调单元(例
如C3D8I单元)可以得到非常精确的结果
5、除了平面应力问题之外,如果材料是完全不可压缩的(例如橡胶材料),则应使用杂交
单元;在某些情况下,对于近似不可压缩材料也应使用杂交单元