达尔ABAQUS三维无限元模型建立

达尔文档
分享知识传播快乐
ABAQUS三维无限元模型建立
本资料为原创
2017年7月达尔文档|DareDoc原创
本教程目的实现无限元单元的建立，从而用于无限元人工边界当中。

现以6m*6m*50m柱体为例，在其四周和底部建立一层无限单元。

外层柱尺寸
12m*12m*56m，仅划分一层单元，内部柱体网格划分为1m*1m*1m。

建立完后的模型如下图所示。

图1 外层无限元，有限元柱体和无限元-有限元模型
1.创建内部柱体和外部包裹柱体
在part模块中，建立Part-1和Part-2。

先创建内部柱体part，在草图中建立一个
6m*6m的方框。

图2 草图中创建方形截面6*6
对截面进行拉伸，深度为50（图3）。

同理，创建外部包裹柱体Part-2，截面尺寸为6*6，拉伸深度为56。

图3 拉伸深度及创建的part1
2.对两个柱体进行装配并切割
在装配模块中，将两个part进行装配。

装配后，由于两者位置不对，需要将内部柱体的顶面与外部柱体顶面平齐，所以进行平移实例操作。

平移完成后，用外部part 减去内部part，形成Part-3。

图4 装配效果图及平移后切割
图5 平移后两柱体位置，切割完成后模型
3.对包裹体切割，重新建立Part
为使后面能够顺利划分网格，需要对形成的Part-3进行切割，重新建立底部。

先将part分割成四部分。

可采用切割命令，使用三点切割体，如下图所示。

图6 切割part示意图
切割完毕后，底部块已经被切碎，需要通过“创建切削放样”进行删除，并重新建立。

创建切削放样时建立两个截面，第一个截面为内部截面，按住shift键选择四个边完成，如图7所示，第二个截面为模型最底部正方形。

两个截面创建完成后按确定按钮，底部便被切削去掉（图8左）。

此时，模型底部需要根据形状填补，采用“创建实体放样”生成补块，过程与切削放样基本相同，需要注意创建时要勾选“保留内部边界”，否则后续网格不能划分（图8右）。

图6 切割完模型，对模型底部进行切削放样
图7 切削放样时选择的内外两个截面
图8 切削完毕后模型，创建实体放样
4.对无限元和有限元两部分进行装配，网格划分
在装配模块中，对Part-1和Part-3进行装配，装配完毕后进行合并，如图9。

图9 装配，合并实体
在网格模块中，对模型进行网格划分。

对各个边进行种子数设置，内部体每个边设置6份，外部包裹体正方形外边设置6份，斜边设置一份，沿高度方向划分50份。

为了便于区分无限元和有限元，两者选用不同的单元类型，如无限元采用C3D8单元，有限元采用C3D8R。

图10 模型进行布种，设置单元类型
5.对无限元设置扫掠网格划分模式并指定扫掠方向
外部单元需要通过扫掠方式进行划分，为使无限元成功建立，必须指定扫掠方向从内向外，且每个外部块都需要进行指定扫掠方向，如图11所示。

设置完成后，外部包裹的颜色应该变为了黄色，此时进行网格划分（图12）。

图11 对无限元设置扫掠网格划分模式并指定扫掠方向
图12 扫掠方向设置完毕后模型及有限元网格
6.将外层单元类型改成无限元
通过更改inp文件中外部单元类型为无限单元，实现无限元-有限元模型的结合。

创建一个job，并写入输入文件，打开生成的inp文件（一般在工作目录），查找C3D8（上文中设置为C3D8），将其改为CIN3D8（根据实际需要更改无限元单元类型）并保存inp文件。

在ABAQUS中，通过导入模型方式导入更改过的inp文件，模型创建完成。

图13 创建Job后写入输入文件
图14 在inp文件中将外层单元类型改为无限单元类型
图15 最终生成的无限元-有限元模型。