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Abaqus网格及网格划分技术最佳指南:Abaqus自底向上网格划分、Abaqus自适应网格划分、孤立网格到几何体的转换

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Abaqus网格, 自上而下的网格、自下而上的网格以及 Abaqus结构化网格 这些都是在 Abaqus 中进行网格划分时经常听到的词汇。它们之间有什么区别?具体区别是什么?我应该使用哪一种?也许没有人能给出确切的答案。那么,在 Abaqus 中我们可以使用哪些技术呢?  

其中一个关键方面是 有限元法 有限元法(FEM)是网格划分的概念。它涉及 将复杂的领域划分为更小、更简单的元素。. 然后将这些元素连接在一起形成网格,作为求解问题控制方程的基础。.

在本文中,除了 网格划分基础知识 您必须了解如何在模型上生成高效网格,我们将讨论 Abaqus Mesh 模块的功能以及 Abaqus网格划分技术 您可以利用本文。本文旨在帮助您更好地了解在使用 Abaqus 进行有限元分析时的网格划分过程。.

学习网格划分和 从零开始在 Abaqus 中学习网格划分技术: 自下而上网格, 自适应网格, 自上而下的网格, , ETC。.
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1. Abaqus 中的网格是什么? | Abaqus 网格

网格划分不准确会导致结果出现误差,从而造成时间、精力和资源的浪费。相反,正确的网格划分技术可以显著提高结果的精度并降低出错的风险。接下来,我们将从 Abaqus 网格定义开始讨论。.

Abaqus网格

掌握 Abaqus 网格划分技巧!本教程深入讲解网格划分技术,从基础概念到高级工具,带您全面提升 Abaqus 技能。学习如何为有限元分析创建精确可靠的网格,最终将您的 Abaqus 技能提升到新的高度:

  • 有限元中的网格定义是什么?
  • 不同几何形状有哪些不同的网格类型?
  • 合适的网孔尺寸是多少?
  • Abaqus中的网格模块
  • 高级网格划分技术
  • 编辑网格工具集
  • 验证网格

1.1. 有限元法中的网格定义

在有限元法(FEM)中,网格是指将连续域划分成更小的、有限的子域,这些子域被称为单元。这些单元几何形状简单,并通过节点或顶点相互连接。将域划分成单元的过程称为网格划分,它对有限元法的精度和效率起着至关重要的作用。.

Abaqus网格

这张图展示了如何在 Abaqus 中使用不同的技术和方法对零件进行网格划分。但关键问题是:我应该为我的仿真选择哪种方法?这确实是个好问题,对吧?那么,我们不妨换个更简单的问题:如何使用这些技术获得如此清晰的网格划分?通过这个例子以及更多内容,请继续阅读“Abaqus中不同的网格划分技术” 教程。.

1.3 网格收敛性 | 网格灵敏度分析(Abaqus)

为了确保 Abaqus 模拟结果可以接受,使用足够精细的网格非常重要(网格敏感性分析 Abaqus) 因为:

  • 有限元分析的解很大程度上取决于网格尺寸和单元类型。.
  • 粗糙的网格可能会产生不准确的结果;同时,随着网格的细化,运行模拟所需的计算机资源也会增加。.

通常情况下,随着网格密度的增加,模型提供的数值解会趋向于一个唯一值。当进一步细化网格对解的影响可以忽略不计时,就称该网格“收敛”。

图 1 所示的连接耳片采用四种不同的网格密度进行分析,以此作为网格收敛性研究的示例。基于表 1 的粗网格预测孔底位移不准确,但普通网格、细网格和超细网格的预测结果均相似。因此,就位移而言,普通网格已收敛。.

1.2 网格对仿真结果的影响

在Abaqus软件中,网格划分的主要作用之一是确保用户定义的边界条件得到正确应用。这些边界条件决定了物理系统在给定约束条件下的行为。任何应用错误都可能导致分析结果不准确。一个网格划分良好的模型能够确保边界条件在仿真中得到恰当的体现,从而获得可靠的结果。.

网格划分在处理复杂几何形状方面也发挥着至关重要的作用。由于现实世界结构的形状复杂且不规则,因此对其进行精确建模通常极具挑战性。通过将计算域划分为更小的单元,网格划分有助于近似模拟这些复杂的几何形状,从而更准确地表示物理系统。.

Abaqus软件中网格划分的另一个重要方面是其对计算时间的影响。一个网格划分良好的模型不仅可以提高结果的精度,还可以减少计算时间。这是因为尺寸和形状合适的单元能够更好地表征物理系统的行为,从而减少仿真所需的单元和节点数量。因此,仿真时间得以缩短,使得整体分析更加高效。.

不同网眼尺寸

图1:连接耳片上不同尺寸的网格

表1:不同网格尺寸的仿真结果

孔底位移 孔底应力 相对 CPU 时间
2.01E–4 180.E6 0.26
普通的 3.13E–4 311.E6 1.0
美好的 3.14E–4 332.E6 2.7
非常好 3.15E–4 345.E6 22.5

2. Abaqus Mesh 模块

网格模块包含一些工具,可用于在 Abaqus/CAE 中创建的零件和装配体上生成网格。此外,Abaqus 网格模块还包含用于验证现有网格的功能。.

2.1. Abaqus网格模块功能

Abaqus Mesh模块提供以下功能:

  • 规定网格密度: 网格模块提供了在局部和全局级别指定网格密度的工具。.
  • 模型着色指示器: 该特征指示模型中每个区域所采用的网格划分技术。.
  • 多种网格控制方式: 网格模块提供了多种选项来控制为模型生成的网格,例如:
    • 元素形状
    • 网格划分技术
    • 网格划分算法
    • 自适应网格重划分规则
  • 分配元素类型: 用于将 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 单元类型分配给网格单元的工具。.
  • 检查网格质量: Abaqus 在 Mesh 模块中提供了一系列工具,可用于验证网格的质量并获取有关网格中节点和单元的信息。.
  • 细化和改进网格: Abaqus 提供了一些工具,可以在任何需要的地方改进和提高网格质量。.

Abaqus中的网格模块功能

图 2:Abaqus 中的网格模块特征

2.2. Abaqus网格模块工具箱

您可以通过主菜单栏或工具箱访问所有网格模块工具。以下是网格模块工具箱中的所有工具,包括隐藏图标。.

Abaqus 网格模块工具箱

图 3:Abaqus 中的网格模块工具箱

2.3. Abaqus网格划分颜色编码

选择网格默认颜色映射时,Abaqus/CAE 使用不同的颜色来指示当前分配给某个区域的网格划分技术(如果有的话)。.

网格模块颜色编码

图 4:网格模块颜色编码

图 4 中的颜色列表如下:

  • 橙色:无法与六边形/楔形网格拼接
  • 玫瑰:免费网格
  • 浅绿色:结构化网状
  • 黄色:可扫网
  • 浅橙色:自下而上可网状化
  • 水蓝:原生网格
  • 绿色:孤儿网格
  • 白色:与独立实例分开

3. Abaqus网格术语

本节简要解释了有效使用网格模块必须理解的术语和概念。它概述了可用功能,并描述了每个功能在网格创建过程中所起的作用。.

3.1 网格划分过程

要创建可接受的网格,您可以使用以下步骤:

  • 分配网格属性并设置网格控件

网格模块提供了各种工具,允许您指定不同的网格特性,例如网格密度、单元形状和单元类型。.

  • 生成网格

网格模块使用多种技术生成网格。不同的网格生成技术可提供不同程度的网格控制。.

  • 细化网格

网格模块提供了多种工具,可用于细化网格:

种子工具允许您调整选定区域的网格密度。.

分区工具集允许您将复杂模型划分为更简单的子区域。.

虚拟拓扑工具集允许您通过将小面和边与相邻的面和边合并来简化模型。.

编辑网格工具集允许您对网格进行细微调整。.

  • 优化网格

您可以为模型中的区域指定网格重划分规则。网格重划分规则可以对网格进行逐步细化,每次细化都基于分析结果。.

  • 验证网格

验证工具可为您提供有关网格中所用元素质量的信息。.

网格划分过程步骤如图 5 所示。.

Abaqus中的网格划分过程步骤

图 5:Abaqus 中的网格划分过程步骤

Abaqus网格

又一个复杂的模型?拜托!我真的需要知道怎么创建这样的网格。耐心点,休息一下眼睛,然后继续阅读文章。加油,你能行的。或者你也可以直接观看完整的视频教程:“Abaqus中不同的网格划分技术

每次调整模型视角到特定位置时遇到困难?别担心!阅读这篇博客即可解决您的问题:

在 Abaqus/CAE 中保存 Abaqus 图形设置 | Abaqus 视图工具栏

4. Abaqus网格几何形状

从求解空间的角度来看,这些问题可以分为三类:一维、二维和三维。针对每一类问题,都引入了多种网格几何形状。一维问题可以使用线单元,二维问题可以使用三角形或四边形单元,三维问题可以选择四面体、三棱柱或六面体单元。图 6 一目了然地展示了所有这些单元。.

不同解空间的网格几何形状

图 6:不同解空间的网格几何形状

5. 网格划分方法:自顶向下网格划分与自底向上网格划分

Abaqus/CAE 中有两种网格划分方法可供选择:

  • 自上而下的网格。.
  • 自下而上网格。.

自顶向下网格划分依赖于零件的几何形状来定义网格的外部边界。您可以使用自顶向下网格划分技术,利用任何可用的单元类型对一维、二维或三维几何体进行网格划分。自顶向下网格与几何形状完全匹配,这种与几何形状的严格一致性使得自顶向下网格划分主要是一个自动化过程,但同时也可能导致难以在复杂形状区域生成高质量的网格。您可能需要简化和/或分割复杂的几何形状,以便 Abaqus/CAE 能够识别可用于生成高质量网格的基本形状。.

自下而上网格划分以零件几何形状作为网格外边界的指导,但网格并不要求完全符合几何形状。取消此限制可以让你更好地控制网格,并允许你创建六面体网格或以六面体为主的网格。.

5.1. 自顶向下网格划分还是自底向上网格划分:哪种更适合你的模型?

您可以使用自下而上的网格划分技术,仅使用全部或几乎全部六面体单元对三维实体几何体进行网格划分。这种方法能让您最大程度地控制网格。但是,您还必须确定生成的网格是否能恰当地近似几何体。.

载荷和边界条件施加于几何体。因此,您应检查在应用载荷和边界条件的区域,自下而上网格划分中的网格是否与几何体正确关联。正确的网格-几何体关联可确保在分析过程中将载荷和边界条件正确传递到网格上。图 7 显示了自下而上网格划分零件的示例。.

自下而上网格划分零件示例

图 7:自下而上网格划分零件示例

如图 7 所示,Abaqus/CAE 使用区域几何颜色(浅褐色)和网格颜色(浅蓝色)混合显示自下而上的网格区域,以强调几何形状和网格可能并不关联。同时显示几何形状和网格,便于查看和编辑网格与几何形状的关联性。.

由于自下而上的网格划分是一个手动过程,非常耗时,因此建议仅在自上而下的方法无法生成令人满意的网格时才使用此方法。.

6. 不同的Abaqus网格划分技术

确定模型所采用的方法后,您需要选择网格划分技术、单元形状以及其他一些要赋予模型单元的属性。您可以在下图看到其中一些选项,这些选项位于网格模块工具箱(Abaqus 网格划分技术)的“分配网格控制”(参见图 8)中。.

自顶向下网格划分方法包括自由网格划分、结构化网格划分和扫描网格划分。这些方法及其几何要求都有明确的定义,施加在零件上的载荷和边界条件会自动与生成的网格关联。您的模型中可能混合使用了这些自顶向下网格划分方法,这种情况称为“多重网格划分”。.

如果选择自下而上的技术,则必须使用网格模块工具箱中的“创建自下而上的网格”功能,通过图 9 所示的不同方法手动创建模型的网格。.

Abaqus网格

又来一个?!你不累吗?你知道我们大部分的网格划分都是自顶向下划分的吗?!记住,你可以彻底解决网格划分问题:“Abaqus中不同的网格划分技术

网格控件编辑窗口

图 8:Abaqus 网格模块中的网格控制

自下而上的网格编辑窗口

图 9:在 Abaqus 网格划分模块中创建自下而上的网格

6.1. Abaqus自由网格

自由网格划分不使用预先设定的网格模式。在创建网格之前,无法预测自由网格的模式。由于它是非结构化的,因此自由网格划分比结构化网格划分更灵活。使用自由网格划分技术划分的区域拓扑结构可以非常复杂。.

您可以使用此技术对二维区域进行网格划分,并选择三角形、四边形或以四边形为主的单元形状选项。对于三维区域,您可以使用四边形单元形状选项。.

自由网格

图 10:自由网格划分的单元形状

6.2. Abaqus结构化网格

结构化网格划分技术使用预定义的简单网格拓扑结构生成结构化网格。Abaqus/CAE 将规则形状区域(例如正方形或立方体)的网格转换到要划分网格的区域的几何形状上。通常,结构化网格划分能够让您对 Abaqus 生成的网格进行最大程度的控制。.

图 11 展示了如何将简单的二维三角形、正方形和五边形网格图案应用于更复杂的形状。.

适用于复杂几何体的简单二维网格图案变换

图 11:用于复杂几何体的简单二维网格图案变换

图 12 显示了可以使用结构化网格划分技术在三维空间中进行网格划分的区域。使用结构化技术划分更复杂的区域可能需要手动划分。如果不划分复杂区域,则可能只能使用四面体单元的自由网格划分技术。.

可以使用结构化网格划分技术进行网格划分的三维区域

图 12:可使用结构化网格划分技术进行网格划分的 3D 区域

6.3. Abaqus 扫掠网格

Abaqus/CAE 使用扫掠网格划分法对复杂的实体和表面区域进行网格划分。扫掠网格划分技术包括两个阶段:

  • Abaqus 在区域的一侧(称为源侧)创建网格。.
  • Abaqus 会逐层复制该网格的节点,直到到达最后一个边(称为目标边)。.

连接源面和目标面的面称为连接面。Abaqus 沿边复制节点,这条边称为扫描路径。扫描路径可以是任何类型的边——直线边、圆弧边或样条曲线。如果扫描路径是直线边或样条曲线,则生成的网格称为拉伸扫描网格。如果扫描路径是圆弧边,则生成的网格称为旋转扫描网格。.

挤压和旋转扫掠网格

图 13:挤压和旋转扫描网格

例如,图 14 显示了一个拉伸扫描网格。为了对该模型进行网格划分,Abaqus/CAE 首先在模型的源侧创建一个二维网格。然后,将二维网格中的每个节点沿着直线边缘复制到每一层,直到到达目标侧。.

扫掠网格划分技术

图 14:挤压实体的扫掠网格划分技术

如果该区域可以沿多个方向进行扫描,Abaqus/CAE 可能会在其选定的源面生成截然不同的二维网格。因此,扫描路径的方向会影响最终三维扫描网格的均匀性。.

扫描路径对所得扫描网格的影响

图 15:扫描路径对所得扫描网格的影响

6.4. Abaqus自下而上网格

您可以将自下而上的网格划分应用于任何实体区域,包括可以使用自上而下方法划分网格的区域,以及不包含任何关联几何体的网格。Abaqus 生成自下而上的网格后,您需要评估其是否适用于分析,如果存在几何体,则需要验证网格是否已正确关联到该几何体。.

自下而上网格划分技术的每次应用都包含四个阶段:

1. 选择 Abaqus/CAE 将创建网格的区域。您可以选择三维几何区域或孤立单元。.

2. 选择 Abaqus/CAE 用于创建网格的方法。您可以从以下方法中选择:

  • 拉伸
  • 围绕
  • 偏移量(仅适用于孤立元素选择)

3. 您可以选择 Abaqus/CAE 将用于创建二维网格的侧面(称为源侧面),该二维网格将被扫描、拉伸或旋转以填充三维区域。.

4. 选择剩余参数以完成自下而上网格的定义。例如,如果您选择扫描方法,则可以选择连接边和目标边。.

图 16 中 Abaqus “创建自下而上的网格”窗口显示了这四个阶段。.

自下而上的网格生成阶段

图 16:自下而上的网格生成阶段

在熟悉了不同的网格划分技术之后,我们又回到了网格划分过程中需要了解的其他一些术语。.

6.5. 兼容网状物

兼容性是指相邻零件实例的网格的单元面或单元边共享相同的节点,并且在公共接口处具有相同的拓扑结构。.

如果您需要两个或多个实例之间实现网格兼容性,您可以执行以下操作之一:

  • 创建一个包含所有实体的单一部件,这样就不需要多个实例了。.
  • 在装配模块中组装零件实例,然后使用合并/剪切工具将这些实例合并为一个实例。如果需要保留零件实例的独立性,可以在合并实例的公共接口处创建分区。.
  • 如果必须使用独立部件,可以使用绑定接触来避免网格兼容性问题。但请注意,这并非真正的兼容性,可能会影响计算精度。.

7. 什么是Abaqus自适应网格?

非线性模拟通常涉及剧烈的变化,结构会发生大变形或材料发生显著损失。这会对静态网格造成严重破坏,导致单元严重扭曲,从而影响计算结果。而 Abaqus 自适应网格功能正是解决这一难题的利器。.

想象一下,网格可以实时调整。Abaqus 自适应网格是一个强大的工具,它能在整个分析过程中自动优化网格。这就像不断抚平布料上的褶皱——它能保持良好的网格质量,确保结果的准确性。.

  • 自适应网格划分适用于所有一阶缩减积分连续体单元。.
  • 主要任务包括:创建新网格,并通过平流将旧网格中的解变量重新映射到新网格。.
  • 新网格的创建以指定的频率进行。.
  • 通过迭代移动节点来平滑网格,同时保持初始渐变效果。.

请记住,自适应网格划分仅在 ABAQUS/Explicit 中可用。.

7.1 自适应网格划分应用

自适应网格划分在多种应用中都非常有用:

  • 瞬态分析:动态冲击、穿透、晃动、锻造
  • 稳态过程:挤压、轧制
  • 组合:分析稳态过程中的瞬态阶段

7.2 自适应网格划分基础

  • ABAQUS/Explicit 中的自适应网格划分采用任意拉格朗日-欧拉 (ALE) 方法。.
  • 定期进行网格平滑处理可以减少单元变形并保持良好的单元纵横比。.
  • 网格拓扑结构保持不变;单元和节点的数量及其连通性均不改变。.
  • 适用于拉格朗日(瞬态)问题和欧拉(稳态)问题。.

7.3. 任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法

  • 拉格朗日方法:节点随物质点移动,便于追踪自由表面和边界条件,但网格在高应变梯度下会发生扭曲。.
  • 欧拉网格:节点保持固定,而物质流过网格,防止网格变形,但使自由表面跟踪变得复杂。.
  • ALE:网格运动仅在必要时才受到材质运动的限制,其他情况下允许独立运动。.

采用多种方法实现网格和材料的运动 | Abaqus自适应网格

图 17:网格和材料在不同方法下的运动

8. 自适应网格划分的实际应用:轴对称锻造问题的ALE仿真

现在,让我们举个例子来了解 Abaqus 自适应网格划分功能。.

利用自适应网格划分功能,可以在整个锻造过程中保持高质量的网格。.

考虑如图 18 所示的锻造过程。如果没有自适应网格划分,结果将如图 19 (a) 所示;但如果我们使用自适应网格划分功能,结果将如图 19 (b) 所示。.

如图 20 所示,自由边界上的节点随表面法线方向移动,并沿切线方向调整其位置。此外,内部节点也会在各个方向上自适应调整。.

Abaqus网格

图 18:锻造过程

拉格朗日方法和ALE方法

图 19:拉格朗日方法和 ALE 方法

自由边界和内部节点 | Abaqus自适应网格

图 20:自由边界和内部节点

在瞬态(拉格朗日型)问题中,例如这种锻造模拟,只需极少的额外输入即可调用自适应网格划分功能(图 21)。.

Abaqus网格

图 21:自适应网格划分设置

9. 原生和孤立的 Abaqus 网格

在 Abaqus/CAE 中为几何零件生成的网格将保持其与父几何体的关联,这种网格称为原生网格。.

可以从以下位置导入现有网格:

  • Abaqus 输入 (.inp) 文件
  • Abaqus 输出数据库 (.odb) 文件
  • Nastran批量数据(.bdf)文件
  • ANSYS 输入 (.cdb) 文件
  • STL 文件(通过插件)

导入的网格被称为孤立网格,因为它没有关联的父几何体。您还可以从已划分网格的选定零件实例创建 Abaqus 网格零件。Abaqus 网格零件不包含任何特征信息,而是由节点、单元、曲面和集合的集合定义。.

创建 Abaqus 网格零件时,集合、曲面和截面分配会从源零件或零件实例复制,因此施加于原始零件的载荷和相互作用也会施加于 Abaqus 网格零件。您可以向网格零件添加几何特征,并使用网格编辑工具修改其节点和单元。.

10. 如何将 Abaqus 孤立网格转换为几何体?

要将 Abaqus 中的孤立网格转换为几何体,首先需要从 ODB(输出数据库)文件中导入一个零件。该 ODB 文件可以从之前使用孤立网格求解模型的仿真中获得。在 Abaqus 中,依次选择“文件”>“从数据库导入”> 从下拉菜单中选择“ODB”> 选择所需的 ODB 文件 > 单击“继续”。.

Abaqus网格

图 22:从 ODB 导入零件

从 ODB 文件导入零件后,我们将使用 Python 命令将孤立网格转换为常规零件。这些命令可以实现流程自动化,并简化模型操作。在“零件”模块中,依次选择“文件”>“导入”>“零件”,然后选择从 ODB 文件导入的零件。在“名称”字段中,为零件指定一个新名称,例如“blank”。这将创建一个名为“blank”的新零件,并包含其所有特征和边界条件。.

接下来,我们将使用 Python 命令将这个空白部件从孤立网格转换为二维规则部件。在 Abaqus 命令行界面中,输入“Blank = mdb.models['Model-1'].parts['BLANK']‘并按 Enter 键。这将把空白部件赋值给一个名为’Blank‘的变量。.

孤立网格 | Abaqus 孤立网格到几何体的转换

图 23:孤立网格

在下一个命令中,我们将使用“Part2DGeomFrom2DMesh”函数,该函数接受三个参数——名称、零件和特征角度。在“名称”参数中,输入新规则零件的名称,例如“BlankfromMesh”。.

在“part”参数中,输入我们在上一个命令中定义的变量名,即“Blank”。最后,在“feature angle”参数中,输入一个控制最终零件平滑度的值。值为0表示零件非常光滑,而值越大,边缘就越锯齿状。.

执行此命令后,模型数据库中将新增一个名为“BlankfromMesh”的二维规则零件。该新零件的所有特征和边界条件都将从之前的孤立网格空白零件转移过来。.

Abaqus网格

图 24:实部

如果您需要更多信息,请观看此视频: https://www.youtube.com/watch?v=zF8Z9J1t50E

11. 验证网格

网格划分完成后,Abaqus/CAE 会高亮显示网格中的任何不良单元。Abaqus 的网格模块中还提供了一系列工具,可用于验证 Abaqus 网格的质量,并获取有关网格中节点和单元的信息。您可以使用这些工具来定位网格质量较差的区域,并在需要细化网格时获得指导。.

您可以使用分析检查来验证网格中的单元是否能通过 Abaqus/Standard 或 Abaqus/Explicit 输入文件处理器中包含的单元质量检查。Abaqus 会高亮显示所有未通过网格质量测试的单元,并在消息区域中显示测试的单元数量以及错误和警告的数量。.

11.1. 形状指标

您可以使用形状指标来突出显示所选形状中不符合以下选择条件之一的元素:

  • 形状因子:

Abaqus 会高亮显示归一化形状因子小于指定值的单元。形状因子准则仅适用于三角形和四面体单元。形状因子的取值范围为 0 到 1,其中 1 表示最优单元形状,0 表示退化单元。.

对于三角形单元,归一化形状因子定义为:

Abaqus网格

最优单元面积是与该单元具有相同外接圆半径的等边三角形的面积(外接圆半径是经过三角形三个顶点的圆的半径)。.

对于四面体单元,归一化形状因子定义为:

Abaqus网格

最优单元体积是与该单元具有相同外接半径的等边四面体的体积(外接半径是穿过四面体四个顶点的球的半径)。.

  • 小脸角角度:

Abaqus 会突出显示包含面的元素,其中两条边相交的角度小于指定的角度。.

  • 大面角角度:

Abaqus 会突出显示包含面的元素,其中两条边相交的角度大于指定的角度。.

  • 宽高比:

Abaqus 会高亮显示纵横比大于指定值的元素。纵横比是指元素最长边与最短边的比值。. 

11.2. 尺寸指标

您可以使用“大小”指标来突出显示不符合以下选择条件之一的元素。.

  • 几何偏差因子:

该因子衡量单元边与原始几何形状的偏差程度,Abaqus 通过将单元边与其父几何面或边之间的最大间隙除以单元边的长度来计算该值。默认情况下,Abaqus 会高亮显示几何偏差因子大于 0.2 的单元。Abaqus 仅对原生网格中的单元计算几何偏差因子。.

几何偏差因子的计算

图 25:几何偏差因子的计算

  • 短边

Abaqus 会高亮显示边长小于指定值的元素。.

  • 长边

Abaqus 会高亮显示边长超过指定值的元素。.

  • 稳定时间增量

Abaqus 会高亮显示计算出的稳定时间增量小于指定值的单元。稳定时间增量的计算需要合适的材料定义和截面分配,并且仅对 Abaqus/Explicit 分析有意义。.

  • 声学元件的最大允许频率

Abaqus 会突出显示某些有限声学单元,这些单元可能不适用于 Abaqus/Standard 中高于指定频率值的模态或稳态动力学分析。计算最大允许频率需要合适的材料定义和截面分配。.

11.3 分析检查

在分析过程中,可以高亮显示会产生错误或警告的元素。Abaqus 会将未通过“形状度量”或“尺寸度量”选项卡页面中指定的元素检查的元素高亮显示为警告。此外,您还可以使用 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 输入文件处理器中的检查功能,以相应的颜色高亮显示任何产生错误或警告的元素。.

目前不支持对梁、垫片和内聚单元进行分析检查。.

使用分析检查进行网格验证

图 26:使用分析检查进行网格验证的示例

12. 总结

网格划分在有限元分析中至关重要。它是有限元分析过程中的关键步骤,因为网格质量直接影响求解的精度和效率。本文介绍了Abaqus网格划分的基础知识、自顶向下网格划分和自底向上网格划分这两种Abaqus网格划分方法,以及Abaqus网格划分技术,旨在帮助读者更进一步,成为一名训练有素的有限元分析师。.

13. 用户提出这些问题

现在,让我们来看看用户在社交媒体上向我们提出的一些问题,以及我们已经给出的答案。.

我。. 管弯头网片存在内部腐蚀缺陷

问: 我想用六角网格或六角网格划分一个管道弯头,该弯头的外弧内壁有一个缺陷,但我做不到。.

我使用了分区法,但没有结果,请帮帮我。.

谢谢。.

一个: 调整你的几何图形,使其更简洁。我之前也遇到过同样的问题,不过我用的是 ExtraDos。看看这篇文章。 文章 要了解网格划分技术,或者您可以通过本教程包彻底解决网格划分问题:“Abaqus网格划分技术教程“。”.

笔记: 既然你已经学会了如何正确地对模型进行网格划分,你就可以解决一些在实际网格划分中可能出现的错误。什么问题呢?!阅读更多:“什么是 Abaqus 混合单元? | Abaqus 常见单元错误“。”.

Abaqus网格

本教程介绍了Abaqus中的不同网格划分技术。在有限元分析中,网格是指将物理域划分为更小的、相互连接的子域,这些子域被称为单元。网格划分的目的是通过将连续系统表示为离散单元的集合来近似其行为。网格划分在有限元分析中至关重要,因为它决定了数值解的精度和可靠性。本教程首先阐述了网格及其相关术语。随后介绍了Abaqus的网格模块和网格划分过程。接下来,详细解释了两种不同的网格划分方法:自顶向下和自底向上,以及每种方法可用的网格划分技术。此外,还包含一些高级网格划分技术和网格编辑工具集。本教程还探讨了网格验证作为网格划分过程的最后一步及其标准。本教程中介绍的所有技巧和理论都将在Abaqus/CAE中以工作坊的形式进行实践,以划分多个零件的网格。本教程旨在提升您对不同零件的网格划分能力。.

[pricing_tables][pricing_plan price_suffix=”” button_type=”product” label_color=”green” name=”Different Techniques for Meshing in Abaqus” price_value=”180″ currency=”€” subtitle=”smart start” features_list=”Included: .inps,video files, Fortran files (if available), Flowchart file (if available), Python files (if available), Pdf files (if available)
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语言:英语
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套餐类型:培训
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看看会很有帮助 Abaqus 文档 要理解为什么在没有任何辅助工具的情况下启动 Abaqus 仿真会如此困难 Abaqus教程.

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马特·维德

马特·维德是一位成就卓著的机械工程师,拥有超过15年的辉煌职业生涯。凭借在该领域的专业知识,马特已成为工程教育领域的领军人物,并担任一家领先的培训网站公司的核心成员。他对有限元软件充满热情,毕生致力于精通其复杂功能,并帮助他人掌握同样的技能。通过精心设计的课程,他将自己丰富的知识和实践经验传授给有志成为工程师的学员,帮助他们掌握在职业生涯中取得成功所需的技能。.

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