【正文】 。ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 之間的主要區(qū)別參 量ABAQUS/StandardABAQUS/Explicit單元庫提供了豐富的單元庫提供了適用于顯式分析的豐富的單元庫 ，這些單元是在ABAQUS/Standard 中單元的子集分析過程一般過程和線性攝動(dòng)過程一般過程材料模型提供了廣泛的材料模型類似于在 ABAQUS/Standard 中的材料模型，一個(gè)顯著的E別是提供了允許材料失效的模型接觸公式對(duì)于求解接觸問題 ，具有強(qiáng)健的能力具有強(qiáng)健的接觸功能，甚至能夠解決最復(fù)雜的接觸模擬求解技術(shù)應(yīng)用基于剛度的求解技術(shù) ，具有無條件穩(wěn)定性應(yīng)用顯式積分求解技術(shù)，具有條件穩(wěn)定性磁盤空間和內(nèi)存由于在增量步中大量的迭代，可占用大量的磁盤空間和內(nèi)存磁盤空間和內(nèi)存的占用量相對(duì)于ABAQUS/Standard 要小很多使用顯式方法，機(jī)時(shí)消耗與單元數(shù)量成正比，并且大致與最小單元的尺寸成反比；磁盤空間和內(nèi)存需求與單元數(shù)目成正比，與單元尺寸無關(guān)。對(duì)于同一個(gè)分析步，全局模型和子模型的增量步長可以不同，ABAQUS會(huì)自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行插值處理（對(duì)于大變形分析也沒有問題）。（4）設(shè)置子模型的邊界條件、載荷、接觸和約束。（2）創(chuàng)建子模型，定義子模型邊界。提示：全局模型在子模型邊界上的位移結(jié)果是否準(zhǔn)確，會(huì)在很大程度上影響子模型的分析結(jié)果精度。如果全局模型和子模型在子模型邊界上的節(jié)點(diǎn)分布不同，ABAQUS會(huì)對(duì)全局模型在此處的位移結(jié)果進(jìn)行插值處理。子模型的驅(qū)動(dòng)變量（driven variable）一般是位移。15 子模型子模型是在全局模型的基礎(chǔ)上，對(duì)局部進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，作進(jìn)一步分析，子模型是從全局模型上切分下來的一部分；子結(jié)構(gòu)是將模型的局部作為一個(gè)整體來處理，縮聚其內(nèi)部自由度，只保留與外部有連接關(guān)系的自由度，從而減小剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的規(guī)模和計(jì)算量。*CONTACT PRINT *EL PRINT *ENERGY PRINT *INTERACTION PRINT *MODAL PRINT *NODE PRINT *SECTION PRINT14 查看診斷信息具體操作方法： 在Visualization功能模塊的主菜單中選擇Tools→Job Diagnostics，在彈出的Job Diagnostics對(duì)話框中，點(diǎn)擊左側(cè)區(qū)域中的加號(hào)，可以看到整個(gè)分析過程。例如，動(dòng)力分析可以不加載，動(dòng)力響應(yīng)主要來自靜力分析步中所儲(chǔ)存應(yīng)變能的釋放。線性懾動(dòng)分析步提供了系統(tǒng)基本狀態(tài)（BASE STATE）的線性響應(yīng)，基本狀態(tài)也就是優(yōu)先于線性懾動(dòng)分析步的最后一個(gè)非線性分析步。非線性求解步和線性懾動(dòng)分析步ABAQUS中的非線性求解步和線性懾動(dòng)分析步有著明顯的差別。每一個(gè)分析步都是某一特定類型的響應(yīng)，如靜載、動(dòng)力響應(yīng)，土體瞬時(shí)固結(jié)等等。歷史數(shù)據(jù)定義對(duì)模型的操作，即求解模型響應(yīng)所需要的時(shí)間順序或加載情況等。模型數(shù)據(jù)定義有限元模型：單元、節(jié)點(diǎn)、單元特性、材料定義等等。*EL FILE、*ENGERGY FILE和*NODE FILE 選項(xiàng)必須和*FILE OUTPUT選相聯(lián)使用。在草圖模塊中也可以定義與特征體無關(guān)的獨(dú)立的二維平面斷面圖。12 草圖模塊（sketch）草圖是二維的剖面圖，可以用于生成三維部件?？梢援嫴忌想S意建立和刪除視窗，控制其尺寸、位置和外觀，但是畫布上至少有一個(gè)視窗對(duì)象，不能全部刪除所有的視窗對(duì)象。畫布對(duì)象包括三大類：視窗、畫布文字注釋、畫布箭頭注釋。被監(jiān)控自由度的X–Y曲線在新的視圖中被自動(dòng)創(chuàng)建，并隨著程序的運(yùn)行自動(dòng)更新。監(jiān)控求解過程：引起警告和錯(cuò)誤的區(qū)域?qū)⒆詣?dòng)被創(chuàng)建為單元集和節(jié)點(diǎn)集。 所作的修改將被保留。Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit中的一些功能在Abaqus/CAE中不支持，用戶可以利用Keywords Editor添加這些功能。預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的應(yīng)力比計(jì)算準(zhǔn)確的位移需要更加細(xì)化的網(wǎng)格。選擇Analysis Checks (分析檢查）可以檢查分析過程中會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤或警告信息的單元。（5）劃分單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格失敗可能有多種原因，例如：1) 幾何模型有問題，例如模型中有自由邊或很小的邊、面、尖角、縫隙等2) 種子布置得太稀疏。在實(shí)際應(yīng)用中，具體選擇哪種算法更好，往往需要自己去嘗試。c) 使用Advancing From算法容易實(shí)現(xiàn)從粗網(wǎng)格到細(xì)網(wǎng)格的過渡。b) 使用 Advancing From算法更容易得到單元大小均勻的網(wǎng)格。c) 如果在模型的一部分邊上定義了受完全約束的種子，Medial Axis算法會(huì)自動(dòng)為其他的邊選擇最佳的種子分布。Medial Axis 算法具有以下特性：a) 使用 Medial Axis 法更容易得到單元形狀規(guī)則的網(wǎng)格，但網(wǎng)格與種子的位置吻合得較差。? 如果在 ABAQUS/Standard中模擬具有開口薄壁橫截面的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使用基于橫截面翹曲理論的梁單元，例如B310S、B320S單元。? 如果橫向剪切變形很重要，則應(yīng)采用B22和B32單元（二次Timoshenko梁單元） 。選擇梁單元的類型可以遵循以下原則。ABAQUS/Standard 中的三次單元B23和B33被稱為EulerBernoulli 梁單元，它們不能模擬剪切變形，但適合于模擬細(xì)長的構(gòu)件（橫截面的尺寸小于軸向尺度的1/10 )。B21 和 B31 單元 （線性梁單元）以及B22和 B32單元（二次梁單元）是考慮剪切變形的Timoshenko梁單元，它們既適用于模擬剪切變形起重要作用的深梁，又適用于模擬剪切變形不太重要的細(xì)長梁。ABAQUS中的所有梁單元都是梁柱類單元，即可以產(chǎn)生軸向變形、彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。? 在ABAQUS/Explicit中，如果包含任意大轉(zhuǎn)動(dòng)和小薄膜應(yīng)變，應(yīng)選用小薄膜應(yīng)變單元。? 在接觸模擬中，如果必須使用二次單元，不要選擇 STRI65單元（三角形二次殼單元），而應(yīng)使用 S9R5 單元（9節(jié)點(diǎn)四邊形殼單元）。? 對(duì)于復(fù)合材料，為模擬剪切變形的影響，應(yīng)使用適于厚殼的單元（例如 SS4R、SS3R、S8R），并要注意檢查截面是否保持平面。? S3/S3R 單元（3節(jié)點(diǎn)三角形有限薄膜應(yīng)變線性殼單元）可以作為通用殼單元使用。? 如果需要考慮薄膜模式或彎曲模式的沙漏問題，或模型中有面內(nèi)彎曲，在 ABAQUS/Standard 中使用S4單元（4節(jié)點(diǎn)四邊形有限薄膜應(yīng)變線性完全積分殼單元）可以獲得很高的精度。? 連續(xù)體（continuum) 殼單元：類似于三維實(shí)體單元，對(duì)整個(gè)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散。? 特殊用途(specialpurpose) 殼單元：包括純薄殼 (thinonly) 單元和純厚殼 ( thickonly) 單元。對(duì)于復(fù)合材料，這個(gè) 比值需要更小一些。殼體問題可以分為兩類：薄殼問題(忽略橫向剪切變形）和厚殼問題（考慮橫向剪切變形）。? 除了平面應(yīng)力問題之外，如果材料是完全不可壓縮的（例如橡膠材料），則應(yīng)使用雜交單元；在某些情況下，對(duì)于近似不可壓縮材料也應(yīng)使用雜交單元。? 如果模型中存在接觸或大的扭曲變形，則應(yīng)使用線性Quad或Hex單元，以及修正的二次Tri單元或Tet 單元，而不能使用其他的二次單元。? 塑性材料和接觸面上都不能用 C3D20R 和 C3D20 單元，這可能是你收斂問題的主要原因。推薦使用的是修正的二次Tri單元或Tet單元(C3D10M)、非協(xié)調(diào)單元（C3D8I），以及線性減縮積分單元（C3D8R）。如果在應(yīng)力集中部位進(jìn)行了網(wǎng)格細(xì)化，使用二次減縮積分單元與二次完全積分單元得到的應(yīng)力結(jié)果相差不大，而二次減縮積分單元的計(jì)算時(shí)間相對(duì)較短。但在使用 ABAQUS/Explicit 模擬沖擊或爆炸荷載時(shí)，應(yīng)選用線性單元，因?yàn)樗鼈兙哂屑匈|(zhì)量公式，模擬應(yīng)力波的效果優(yōu)于二次單元所采用的一致質(zhì)量公式。在ABAQUS/Explicit中應(yīng)選擇修正的 Tet單元C3D10M，在,ABAQUS/Standard中可以選擇 C3D10，但如果有大的塑性變形，或模型中存在接觸，而且使用的是默認(rèn)的“硬”接觸關(guān)系， 則也應(yīng)選擇修正的Tet單元 C3D10M。當(dāng)幾何形狀復(fù)雜時(shí)，也可以在不重要的區(qū)域使用少量楔形（Wedge) 單元。? 改變實(shí)體中不重要部位的幾何形狀，然后對(duì)整個(gè)實(shí)體采用Hex單元網(wǎng)格。因此在混合使用不同類型的單元時(shí)，應(yīng)確保其交界處遠(yuǎn)離所關(guān)心的區(qū)域，并仔細(xì)檢查分析結(jié)果是否正確。需要注意的是，在不同單元類型網(wǎng)格的交界處.，即使單元角部節(jié)點(diǎn)是重合的，仍然有可能出現(xiàn)不連續(xù)的應(yīng)力場(chǎng)，而且在交界處的應(yīng)力可能大幅度地增大。ABAQUS/Explicit 中沒有雜交單元。除了平面應(yīng)力問題之外，不能用普通單元來模擬不可壓縮材料的響應(yīng)，因?yàn)榇藭r(shí)單元中的壓應(yīng)力是不確定的。? 使用自由網(wǎng)格不易通過布置種子來控制實(shí)體內(nèi)部的單元大小。? 二次 Tri 單元和 Trt 單元精度較高，而且能模擬任意的幾何形狀，但計(jì)算代價(jià)比Quad單元或Hex單元大， 因此如果模型中能夠使用 Quad單元或Hex單元，盡量不要使用Tri 單元或Trt單元。但使用這種單元時(shí)需注意，如果所關(guān)心部位的單元扭曲比較大，尤其是出現(xiàn)交錯(cuò)扭曲時(shí)，分析精度會(huì)降低。其目的是克服在線性完全積分單元中的剪切自鎖問題。例如CPS4（4節(jié)點(diǎn)四邊形雙線形平曲應(yīng)力非協(xié)調(diào)單元）和C3D8I（8節(jié)點(diǎn)六面體線性非協(xié)調(diào)模式單元）。f) 二次縮減積分（quadraticreducedintegration） 單元對(duì)于Quad單元或Hex單元，可以在 Element Type 對(duì)話框中將單元類型設(shè)置為二次減縮積分單元，如 CPS8R (8節(jié)點(diǎn)四邊形二次平面應(yīng)力減縮積分單元）和C3D20R(20節(jié)點(diǎn)六面體二次縮減積分中元），這種單元不但保待了前面介紹的線性縮減積分單元的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有以下特性：? 即使不劃分很細(xì)的網(wǎng)格也不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的沙漏問題? 即使在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，對(duì)自鎖問題也不敏感但使用這種單元時(shí)需要注意以下問題：? 不能在接觸分析中使用? 不適于大應(yīng)變問題? 存在與線性減縮積分單元相類似的問題，由于積分點(diǎn)少，得到的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力的精度往往低于二次完全積分單元。事實(shí)上只有單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力結(jié)果是相對(duì)精確的，一般在所關(guān)心的高應(yīng)力部位細(xì)化網(wǎng)格，使用默認(rèn)設(shè)置即可。所以在使用單元變量的節(jié)點(diǎn)值時(shí)要謹(jǐn)慎。如果外推應(yīng)力值與積分點(diǎn)應(yīng)力值差別很大，說明單元間應(yīng)力變化劇烈，單元網(wǎng)格過于粗糙，計(jì)算的應(yīng)力不夠精確。另外要注意，單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力值往往不是應(yīng)力集中區(qū)城的最大應(yīng)力。Note：在查看模型的應(yīng)力結(jié)果時(shí)有兩種選擇：? 查看節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力：這是通常用的方法，其優(yōu)點(diǎn)是簡單方便，但事實(shí)上，后處理中得到的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力是對(duì)單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力進(jìn)行外插值和平均后得到的并不精確；? 查看單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力：這是ABAQUS所推薦的方法。? 如果希望以應(yīng)力集中部位的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力作為分析指標(biāo)，則盡量不要使用線性減縮積分單元，而應(yīng)使用二次單元，因?yàn)榫€性縮減積分單元只在單元的中心有一個(gè)積分點(diǎn)，相當(dāng)于常應(yīng)力單元，它在積分點(diǎn)上的應(yīng)力結(jié)果是相對(duì)精確的，而經(jīng)過外插值和平均后得到的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力則不精確。? 在彎曲荷載下不容易發(fā)生剪切自鎖。? 網(wǎng)格存在扭曲變形時(shí)（例如 Quad單元的角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于或小于 90176。采用線性減縮積分單元模擬承受彎曲荷載的結(jié)構(gòu)時(shí)，沿厚度方向上至少應(yīng)劃分四個(gè)單元。模型中的單元越多，這種剛度對(duì)沙漏模式的限制越有效。線性減縮積分單元只在單元的中心有一個(gè)積分點(diǎn)，由于存在所謂“沙漏”（hourglass) 數(shù)值問題而過 于柔軟。e) 線性減縮積分（linear reducedintegration) 單元對(duì)于Quad單元和Hex單元ABAQUS/CAE 默認(rèn)的單元類型是線性減縮積分單元，例如CPS4R (4節(jié)點(diǎn)四邊形雙線形平面應(yīng)力減縮積分單元)和C3D8R（8節(jié)點(diǎn)六面體線性減縮積分單元）。? 對(duì)應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果很精確，適于模擬應(yīng)力集中問題；? —般情況下沒有剪切自鎖。d) 二次完全積分（quadraticfullintegration ) 單元在Element Type對(duì)話框選擇 Quadratic 參數(shù)，取消對(duì)Reduced integration的選擇，例如CPS8 (8節(jié)點(diǎn)四邊形二次平面應(yīng)力完全積分單元）和C3D20 (20節(jié)點(diǎn)六面體二次完全積分單元）。所謂“完全積分”是指當(dāng)單元具有規(guī)則形狀時(shí)，所用的離斯積分點(diǎn)的數(shù)目足以對(duì)單元?jiǎng)偠染仃囍械亩囗?xiàng)式進(jìn)行精確積分。ABAQUS/Explicit 中沒有二次完全積分的連續(xù)體單元。2) 三維實(shí)體單元類型a) 節(jié)點(diǎn)數(shù)目和插值階數(shù)? 線性（linear)單元又稱一階單元，僅在單元