本人学习abaqus五年的经验总结-让你比做例子快十倍(2)

（4） 对于以弯曲为主的问题，如果能够保证在所关心的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（如橡胶材料），则应使用杂交单元；在某些情况下，对于近似不可压缩材料也应使用杂交单元。 [21]（pp61）壳单元类型及选择原则

如果一个薄壁构件的厚度远小于其典型结构整体尺寸（一般为小于1/10），并且可以忽略厚度方向的应力，就可以用壳单元来模拟此结构。壳体问题可分两类：薄壳问题（忽略横向剪切变形）和厚壳问题（考虑横向剪切变形）。对于单一各向同性材料，一般当厚度和跨度的比值小于1/15 时，可以认为是薄壳；大于1/15 时，则可以认为是厚壳。对于复合材料，这个比值要更小一些。按薄壳和厚壳分为：通用壳单元和特殊用途壳单元。前者对薄壳和厚壳均有效；按单元定义方式可分为：常规壳单元和连续体壳单元。前者通过定义单元的平面尺寸、表面法向何 初始曲率来对参考面进行离散，只能在截面属性中定义壳的厚度，不能通过节点来定义壳的厚度。后者类似于三维实体单元，对整个三维结构进行离散。选择原则：（1） 对于薄壳问题，常规 壳单元的性能优于连续体单元；而对于接触问题，连续体壳单元的计算结果更加精确，因为它能在双面接触中考虑厚度的变化。

（2） 如果需要考虑薄膜模式或弯曲模式的沙漏问题， 或模型中有面内弯曲， 在ABAQUS/Standard 中使用S4 单元可获得很高的精度。

（3） S4R 单元性能稳定，适用范围很广。

（4） S3/S3R 单元可以作为通用壳单元使用。由于单元中的常应变近似，需要划分较细的网格来模拟弯曲变形或高应变梯度。

（5） 对于复合材料，为模拟剪切变形的影响，应使用适于厚壳的单元（例如S4、S4R、S3、S3R、S8R），并要注意检查截面是否保持平面。

（6） 四边形或三角形的二次壳单元对剪切自锁或薄膜自锁都不敏感，适用于一般的小应变薄壳。 （7） 在接触模拟中，如果必须使用二次单元，不要选择STRI65 单元，而应使用S9R5。

（8） 如果模型规模很大且只表现几何线性，使用S4R5 单元（线性薄壳单元）比通用壳单元更节约计算成本。 石亦平

ABAQUS 有限元分析实例祥解之读后小结 第 6 页共 6 页

（9） 在ABAQUS/Explicit 中，如果包含任意大转动和小薄膜应变，应选用小薄膜应变单元。 [22] 梁单元类型的选择

如果一个构件横截面的尺寸远小于其轴向尺度（一般的判据为小于1/10），并且沿长度方向的应力是最重要的因素，就可以考虑梁单元来模拟此结构。ABAQUS 中的所有单元都是梁柱类单元，即可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形。Timoshenko 梁单元还考虑了横向剪切变形的影响。B21 和B31（线性梁单元）以及B22 和B32 单元（二次梁单元）是考虑剪切变形的Timoshenko 梁单元，它们既适用于模拟剪切变形起重要作用的深梁，又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁。这些单元的截面特性与厚壳单元的横截面特性相同。ABAQUS/Standard 中三次单元B23 和B33 被称为Euler-Bernoulli 梁单元，它们不能模拟剪切变形，但适合于模拟细长的构件（很截面的尺寸小于轴向尺度的1/10）。由于三次单元可以模拟沿长度方向的三阶变量，所以只需划分很少的单元就可以得到很精确的结果。选择原则：（1） 在任何包含接触的问题中，应使用B21 或B31 单元（线性剪切应变梁单元）。（2） 如果横向剪切变形很重要，则应采用B22 或B32 单

元（二次Timoshenko 梁单元）。

（3） 在

ABAQUS/Standard 中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 或 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

的两单元，例如 B31OS 或 B32OS 单元。