ABAQUS选择三维实体模型的原则
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Abaqus中选择三维实体单元类型时应遵循以下原则:
(1)对于三维区域,尽可能采用结构化或扫掠网格划分技术,从而得到Hex单元网格,减小计算代价,提交计算精度。当几何形状复杂时,也可在不重要的区域使用少量楔形体(wedge)单元。
(2)如果使用了自由网格划分技术,Tet单元的类型应选择二次单元。在Abaqus/Explicit中应选择修正的Tet单元C3D10M,在Abaqus/Standard中可以选择C3D10,但如果有大的塑性变量,或模型中存在接触,而且使用的是默认的“硬接触”关系,则也应该选择修正的Tet单元C3D10M。
(3)Abaqus的所有单元均可用于动态分析,选取单元的一般原则与精度分析相同。
但在使用Abaqus/Explicit模拟冲击或爆炸载荷时,应选择线性单元,因为他们具有集中质量公示,模拟应力波得效果优于二次单元所采用的一致质量公示。
如果使用的求解器是Abaqus/Standard,在选择单元类型时还应注意以下几个方面:
(1)对应力集中问题,尽量不要使用线性减缩积分单元,可以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)对塑弹性分析,如果材料是不可压缩的(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或者Tet单元。推荐使用修正的二次Tri或Tet单元、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打的扭曲变形,则应使用线性Quad或Hex单元,以及修正的二次Tri或Tet单元,而不能使用其它二次单元。
(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较小,使用非协调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),则应使用杂交单元,在默写凭空下,对于近似不可压缩材料也应使用杂交单元。
ABAQUS 约定的边界条件类型
ABAQUS模型中的6个自由度,其中的坐标中编号是1.2.3而不是常用的X.Y.Z。因为模型的坐标系也可以是主坐标系或球坐标系等。边界条件的定义方法主要有两种,这两种方法可以混合使用:
自由度1(U1):沿坐标轴1方向上的平移自由度。
自由度2(U2):沿坐标轴2方向上的平移自由度。
自由度3(U3):沿坐标轴3方向上的平移自由度。
自由度4(UR1):沿坐标轴1上的旋转自由度。
自由度5(UR1):沿坐标轴2上的旋转自由度。
自由度6(UR1):沿坐标轴3上的旋转自由度。
2、约定的边界条件类型:
XSYMM:对称边界条件,对称面为与坐标轴1垂直的平面,即U1=UR2=UR3=0; YSYMM:对称边界条件,对称面为与坐标轴2垂直的平面,即U2=UR1=UR3=0; ZSYMM:对称边界条件,对称面为与坐标轴3垂直的平面,即U3=UR1=UR2=0; XASYMM:反对称边界条件,对称面为与坐标轴1垂直的平面,即U2=U3=UR1=0; YASYMM:反对称边界条件,对称面为与坐标轴2垂直的平面,即U1=U3=UR2=0; ZASYMM:反对称边界条件,对称面为与坐标轴3垂直的平面,即U1=U2=UR3=0; PINNED:约束所有平移自由度,即U1=U2=U3=0;