Abaqus基础第2讲：网格划分技巧和单元类型选择

教学视频学习笔记

Abaqus网格划分

1. 网格划分时，尽量使用六面体网格，可以提高计算精度，尽量避免四面体网格
2. 绿色：结构化网格，可以用六面体单元划分
3. 粉色：自由网格，只能用四面体网格划分
4. 橙色：扫掠网格
5. 如果模型过于复杂，可以用专业网格软件对模型进行网格划分，例如hypermesh

0:43:55 Abaqus单元选择

单元辨识

举例：C3DR8

C：连续体单元

3：3维单元

D8：每个单元有8个节点

R：缩减积分reduced integration，一种积分形式

注：显示分析必须使用缩减积分

单元的几何阶次

线性：单元的边不可以弯曲

二次：单元的边可以弯曲

二次单元在捕捉应力集中的地方非常有效，二次单元的计算更精确，因为积分点更多了

注：线性四边形单元的计算结果是几乎没有精度的，如果要用四边形单元，必选二次。

二次单元不能用于接触分析的原因

二次单元的边上存在中间节点，接触应力会异常

C3D10M：修正的二次四面体单元

当模型很复杂，计算机性能很好，同时涉及接触分析时，就可以选择这个单元类型，唯一的缺点是计算成本非常高

C3D8I：八结点线性六面体单元, 非协调模式

结合了一阶单元缩减积分计算快和二阶单元完全积分计算精确优点的单元，同时避免了沙漏和键切锁定的问题，hypermesh默认使用此单元

但是当单元扭曲很大时不适用

沙漏，键切锁定，体积锁定

沙漏主要集中于线性缩减积分单元。对于面网格而言，它有四个节点，但是只有一个积分点。当它受弯矩的时候，由于没有中间节点，边无法弯曲，原先过中心且互相垂直的两条虚线还是呈90°，这意味着没有剪切，并且虚线的长度也没有变化，这意味着没有应变和应力，能量为0，这意味着单元不可能抵抗变形，即单元变形之后存储不了任何的应变能（单元很柔软，抵抗不了变形，加一点点力变形就会非常大）导致计算错误。

剪切锁定集中于一阶完全积分单元。一阶意味着单元没有中间节点，完全积分意味着有四个积分点。当单元受纯弯曲时，由于没有中间节点，同时边也不能变形不在平行，所以原先过四个积分点的四条虚线其中两条不再平行，这意味着出现了剪切力，而单元纯弯曲时是没有剪应力的，这个剪切力会导致单元变刚硬，也就是外力都用于产生剪切力了，剪切力抵消了外力，最终的位移要比实际的位移小。

简而言之，沙漏就是位移比实际要大，键切锁定就是位移比实际要小。体积锁定呈棋盘状

判断是否出现沙漏的方法

根据伪应变能和内能的比值，在5%以内是合理的。

避免沙漏的办法

尽量不要在节点上加载集中力，而是在面上加载。

约束也是同样的要求

01:41:00 总结

常见错误：

橡胶材料没有选择杂交单元

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