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1、如何使用如何使用 3D 实体单元？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（CAX4
2、R,CPE4R.CPS4R,C3D8R 等） 。 4 对 接 触 问 题 采 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
3、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
4、接 触 ， 且 使 用 默 认 的 “ 硬 ” 接 触 关 系 ， 也 应 选 C 3 D 1 0 M 。 10 ABAQUS/Explicit 模拟冲击或爆炸，应选线性单元。 网格类型说明网格类型说明： 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
5、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
6、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
7、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、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
8、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（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 常将比一般壳单元效率更高。 8 在 ABAQUS/Explicit 中， 如果包含任意大转动喝小薄膜应变， 应先用小薄膜 应变单元。 梁单元类型选择梁单元类型选择 1 在任何包含接触的问题中，应使用 B21 或 B31 单元（线性剪切变形梁单元） 2 如果横向剪切变形很重要，则应采用 B22 和 B32 单元（二次 Timoshenko 梁 单元） 3 在 ABAQUS/Standard 的几何非线性模拟中， 如果结构非常刚硬或非常柔软， 应使用杂交单元，例如 B21H 喝 B32H 单元。 4 如果在 ABAQUS/Standard 中模拟具有开口薄壁横截面的结构，应使用基于 横截面翘曲理论的梁单元，例如 B31OS、B32OS