1.完全积分是指当单元具有规则形状时，所用的高斯积分点可以对单元刚度矩
阵中的多项式进行精确地积分。
2.剪力自锁将使单元变得“刚硬”，只影响受弯曲荷载的完全积分线性（一阶）
单元，这些单元功能在受直接或剪切荷载时没有问题。二次单元的边界可以弯曲，没有剪力自锁的问题。
3.只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四面体和三角形
实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。
4.只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四面体和三角形
实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。
5.非协调单元：只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四
面体和三角形实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。
6.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调
单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。
7.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调
单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。
8.杂交单元：ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，
用非协调单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。
9.一般情况下应采用二次减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R，C3D20R）。
在应力集中局部采用二次完全积分单元（CAX8，CPE8，CPS8，C3D20）。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（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R）。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。10.采用非协调单元时应使网格扭曲减至最小。三维情况应尽可能采用块状单元
（六面体）。对小位移问题采用二次四面体单元（C3D10）是可行的。11.在实体单元中所用的数学公式和积分阶数对分析的精度和花费有非常显著
的影响。使用完全积分的单元，尤其是一阶（线性）单元，容易形成自锁现象，在正常情况下不要应用。一阶减缩积分单元容易出现沙漏现象；充分的单元细化可减小这种问题。
12.在分析中如有弯曲位移，且采用一阶减缩积分单元时，应在厚度方向上至少
用4个单元。沙漏现象在二阶减缩积分单元中较少见。在大多数一般问题中要考虑应用这些单元。非协调单元的精度依赖于单元扭曲的量值。
13.结果的数值精度依赖于所用的网格。应进行网格细化研究已确保该网格对问
题提供了唯一的解答。但是应记住使用一个收敛网格不能保证计算结果与问题的行为相匹配：它还依赖于模型其它方面的近似化和理想化程度。通常只在想要得到精确结果的区域细化网格。ABAQUS具有一些先进的特点，如子模型，它可以帮助对复杂模拟得到有用的结果。HOURGLASS
基础部分
Part类型:可变形部件，离散刚体部件（任意形状，荷载作用下不可变形），解析刚体部件（只可以用直线，圆弧和抛物线创建的形状，荷载作用下不可变形）。每个部件只存在自己的坐标系中，与其他部件无关。给部件赋予属性，既成为实例。实例可以装配成assembly。
Automated repair options：默认为缝合边，自动修理用于几何体变成valid。
基特征一旦创建不能修改。附加特征可用于修改基特征或为基特征添加细节（拉伸，壳，线，切削，导角）
基准几何体类型：点，轴，坐标系，平面。
过滤器：selection options
分区：细分为不同的区域
对于拉伸和旋转，有扭曲选项，可以创建螺纹、螺旋弹簧和扭曲线。也可以利用锥度选项，指定角度，创建带有锥度的部件。
导入孤立网格：通过.inp和.odb文件导入已有网格。被导入的孤立网格，没有父几何体。
定义表面增强：定义了连接到已有部件表面的表面，并指定他的工程属性。
如何给部件定位：相对定位：定义几何关系，确定规则，表面平行约束，面面平行约束，共轴约束，接触约束，重合点约束，平行坐标系约束，若定义有冲突，则将之前的相对约束转化为绝对约束。
集和表面在assembly，step，interaction和load模块中均有效。在part or property module中创建的part集在assembly module中有效，但不能通过set managerment修改。
Step用途：define step，指定输出需求，指定分析诊断，指定分析控制。接触、荷载和边界条件是分析步相关的，需事先定义。主要用于描述模拟历程。对python 和c++保留了API接口，用于后处理。输出类型有两种类型：场数据用于绘制模型的变形，云图和X-Y图；历程数据用于X-Y绘图。分析步可替换。分析控制：为显式分析定义自适应网格区域和控制；为接触问题定制求解控制；定制一般的求解控制。
Interaction：用于模拟机械或热的接触。如定义边界的耦合，定义连接器。显示体的目的是可视化，不用于分析。接触模型的法向关系、摩擦和干涉。带有摩擦的双面接触、自接触、捆绑约束。使用步骤：create，选择起作用的step；选择表面；在edit interaction对话框中完成接触定义；在接触管理器中激活或不激活。
边界条件：包括初始温度、指定的平移或转动，速度或角速度。指定的边界条件可以随着时间相关的幅值定义。
初始条件：包括平动和转动速度、温度。初始平动速度可以模拟自由落体的效果。
步骤：创建、指定对象、编辑。
Mesh module：分网技术，单元形状，单元类型，网格密度，生成网格，检查网格状况。
二维区域可用形状：四边形、以四边形为主（允许三角形单元作为过度）、三角形
三维区域可用形状：四面体、若实例中包含虚拟拓扑，可使用三角形单元、四边形单元和利用波前算法的四边形或四边形为主的单元。
细节模型中，小的细节可能会影响网格效果，虚拟模型则忽略小的细节。
网格生成技术：扫略网格（网格在区域的一个表面被创建，称为源面，网格中的节点沿着连接面，拷贝一个单元层，直到目标面，abaqus自动选择源和目标面）。
结构化分网技术：使用简单的预定义的网格拓扑关系划分网格，给出了网格划分的最大控制。不同的区域可以有不同的网格划分，用不同的颜色来表示。在区域之间自动创建捆绑约束，保持区域的连接，但是约束不是真正的协调，精度将会受到影响。
控制网格密度和梯度：使用波前算法的三角形、四面体、四边形网格的节点和种子精确匹配；使用中轴算法的六面体或四边形网格，abaqus会调整单元的分布，但是可以通过在边上的约束种子防止调整。分区创建了附加的边，可以对局部网
格密度施加更多的控制，可以在应力集中区域细化网格。
分配单元类型：荷载和边界条件等是基于几何体的，而不是基于网格。
网格质量检查：限制条件包括形状比、最大最小角度和形状因子等。在消息域显示单元的总数、扭曲单元的数量、平均扭曲和最差扭曲。
有限元分析实例详解（石亦平）
Abaqus有多个模块，包括cae前处理模块、主求解器Standard and explicit、design，aqua，foundation接口等等。在step中若选择static general则选择了standard，若选择dynamic则选择了explicit。
ABAQUS/standard是一个通用分析模块，它使用隐式求解方法，能够求解广泛领域的线性和非线性问题，包括静态分析、动态分析，以及复杂的非线性耦合物理场分析等。
ABAQUS/EXPLICIT，用以进行显式动态分析，他使用显式求解方法，适于求解复杂非线性动力学问题和准静态问题，特别是用于模拟短暂、瞬时的动态事件，如冲击和爆炸问题。此外，它对处理接触条件变化的高度非线性问题也非常有效(例如模拟成形问题)。
二维平面应力问题：2D planar
线性摄动分析步（linear pertuibation step）：只用于分析线性问题，explicit中不能使用此。Standard中，以下分析总是线性的：buckle（特征值屈曲）frequency （频率提取分析）modal dynamic（瞬时模态动态分析）random response（随机
响应分析）response spectrum（反应谱分析）steady-state dynamics（稳态动态分析）如模型只能中存在大位移或转动，几何非线性参数NLGEOM应选择ON
设置求解过程时间增量步：若模型中不包含阻尼或与速率有关的材料性质，时间没有实际意义。允许的最小增量步：e-5，最大：1允许的增量步最大数目：100
设定输出数据：step下output菜单项
场变量输出结果（field output）一个分析步结束时输出结果历史变量输出结果（history output）0.1个分析步结束输出一次应力结果
设定自适应网格：step—other---adaptive mesh domain（control）通常比纯拉个狼日分析更稳定，高效，精确。
控制分析过程：standard通用分析步step—other—general solution controls控制收敛算法和时间积分精度。静力问题，other—solver controls来控制迭代线性方程求解器的参数。
在Interaction功能模块中，主要可以定义模型的以下相互作用。
(1)主菜单Interaction定义模型的各部分之间或模型与外部环境之间的力学或热相互作用，例如接触、弹性地基、热辐射等
(2)主菜单Constraint定义模型各部分之间的约束关系。
(3)主菜单Connector定义模型中的两点之间或模型与地面之间的连接单元(connector)，用来模拟固定连接、钱接、恒定速度连接、止动装置、内摩擦、失效条件和锁定装置等。
(4)主菜单Special?Inertia定义惯量(包括点质量/惯量、非结构质量和热容)。
(5)主菜单Special?Crack定义裂纹。
(6)主菜单Special?Springs/Dashpots定义模型中的两点之间或模型与地面之间的弹簧和阻尼器。
(7)主菜单Tools常用的菜单项包括Set(集合)、Surface(面)和AlI\plitude(幅值)等。
约束：在ABAQUS/CAE的Assembly功能模块、Load功能模块和Interaction功能模块中都有"约束"的概念，它们分别有着不同的含义。在Assembly功能模块中，Constraint(约束)的作用是定义各个实体间的相互位置关系，从而确定它们在装配件中的初始位置。在Load功能模块中，主菜单BC的作用是定义边界条件，消除模型的刚体位移。在Interaction功能模块中，主菜单Constraint(约束)的作用是定义模型各部分的自由度之间的约束关系，具体包括以下类型。(1)Tie (绑定约束)模型中的两个面被牢固地粘结在一起，在分析过程中不再分开。被绑定的两个面可以有不同的几何形状和网格。
(2)Rigid Body(刚体约束)在模型的某个区域和一个参考点之间建立刚性连接，此区域变为一个刚体，各节点之间的相对位置在分析过程中保持不变。
(3)Display Body(显示体约束)与Rigid Body类似，受到此约束的实体只用于图形显示，而不参与分析过程。
(4)Coupling(耦合约束)在模型的某个区域和参考点之间建立约束。
I)Kinematic Coupling(运动耦合):即在此区域的各节点与参考点之间建立一种运动上的约束关系。
2)Distributing Coupling(分布耦合):也是在此区域的各节点与参考点之间建立一种约束关系，但是对此区域上各节点的运动进行了加权平均处理，使此区域上受到的合力和合力矩与施加在参考点上的力和力矩相等效。换言之，分布搞合允许面上的各部分之间发生相对变形，比运动捐合中的面更柔软。
(5)Shell-to-Solid Coupling(壳体-实心体约束)在板壳的边和相邻实心体的面之间建立约束。
(6)Embedded Region(嵌入区域约束)模型的一个区域镶嵌在另一个区域中。
(7)Equation(方程约束)用一个方程来定义几个区域的自由度之间的相互关系。
载荷：
4)Shell Edge Load:施加在板壳边上的力或弯矩。
5)Surface Traction:施加在面上的单位面积载荷，可以是剪力或任意方向上的力，通
过一个向量来描述力的方向。
6)Pipe Pressure:施加在管子内部或外部的压强。
7)Body Force:单位体积上的体力。
8)Line Load:施加在梁上的单位长度线载荷。
9)Gravity:以固定方向施加在整个模型上的均匀加速度，例如重力;ABAQUS根据此
加速度和材料属性中的密度来计算相应的载荷。
10)Bolt Load:螺栓或紧固件上的紧固力，或其长度的变化。
11)Generalized Plane Strain:广义平面应变载荷，它施加在由广义平面应变单元所构成
12)Rotational Body Force:由于模型的旋转造成的体力.需要指定角速度或角加，以及旋转轴。
13)Connector Force:施加在连接单元上的力。
14)Connector Moment:施加在连接单元上的弯矩。
Assembly
(1)独立实体(independent instance)独立实体是对Part功能模块中部件的复制，可以直接对独立实体划分网格(mesh on instance)，而不能对相应的部件划分网格。如果对同一个部件创建了多个独立实体，则需要对每个独立实体分别划分网格。
(2)非独立实体(dependent instance)非独立实体是Part功能模块中部件的指针(pointer)，不能直接对非独立实体划分网格，而只能对相应的部件划分网格（mesh on part）如果对同一个部件创建了多个独立实体，则只需对部件划分一次。
格，而不必再为每个非独立实体分别划分网格。
对非独立实体，应在窗口顶部的环境栏中把object选项设为part，即对部件划分
网格；反之，对独立实体划分网格，应设为assembly，对整个装配件划分网格。
设置边上的种子，可以点击窗口右下角的constraints选择约束条件
无约束：节点数目可以超出或者少于种子；部分约束：只能超出，不能少于；完全约束
单元形状选择：二维（quad：完全使用四边形，quad-dominated：过渡区允许出现三角形单元，tri：完全使用三角形）
三维（hex：完全使用六面体，hex-dominated：过渡区允许出现楔形，tet：完全使用四面体，wedge：完全使用楔形）
网格颜色：structured绿色sweep黄色free粉红色自由网格划分采用tri 和tet的二次单元来保证精度，structured and sweep一般采用quad and hex，如果定义seeds完全约束，可能划分不成功，可去除种子。
如果某个区域显示为橙色表明无法使用目前赋予它的网格划分技术来生成网格。可把实体分割(partition)为几个简单的区域，再划分网格。
Medial axis算法：首先把要划分网格的区域分为一些简单的区域，然后使用结构化网格划
分技术来为这些简单的区域划分同格。
1)使用Medial Axis算法更容易得到单元形状规则的网格，但网格与种子的位置吻合较差。
2)在二维模型中使用Medial Axis算法时，选择Minimize the mesh transition(最
小化网格的过渡)可以提高网格的质量，但用这种方法生成的网格更容易偏离种子。
3）如果在某些边设置了受完全约束的seeds，则该算法会自动会其他边设置最佳的种子分布。
4）不支持由cad导入的粗糙模型和虚拟拓扑（virtual topology）
Advancing Front算法：首先在边界上生成四边形网格，然后再向区域内部扩展。
1.得到的网格可以与种子的位置很好地吻合，但在较窄的区可能会使同格歪斜。
2.容易实现从粗网格到细网格的过渡，容易得到大小均匀的网格
3.支持由cad导入的粗糙模型和虚拟拓扑（virtual topology）
检查网格质量：verify mesh
单元类型
(1)线性(linear)单元又称一阶单元，仅在单元的角点处布置节点，在各方向都采用线性插值;
(2)二次(quadratic)单元又称二阶单元，在每条边上有中间节点，采用二次插值;
(3)修正的(modified)二次单元只有Tri或Tet单元才有这种类型，即在每条边上有中间节点，并采用修正的二次插值。
所谓线性完全积分是指当单元具有规则形状时，所用的高斯积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分。承受弯曲载荷肘，线性完全职分单元会出现剪切自锁(shear locking)问题，造成单元过于刚硬，即使划分很细的网格，计算精度仍然很差(Getting Started wilh ABAQUS)"Element formulation and integration"
二次完全积分（quadratic full-integration）单元
计算结果精确，适合模拟应力集中问题；一般无shear locking，但不能用于接触分析；若材料不可压缩，在弹塑性分析中，容易产生volumetric locking；扭曲或弯曲应力有梯度，locking
线性缩减积分（linear reduced-integration）单元
Quad单元和Hex单元在ABAQUS/CAE默认的单元类型是线性减缩积分单元
减缩积分单元比普通的完全积分单元在每个方向少用一个积分点。线性减缩积分单元在单元的中心只有一个积分点，由于存在所谓"沙漏"数值问题而过于柔软，ABAQUS在线性减缩积分单元中引入了"沙漏刚度"以限制沙漏模式的扩展。
线性减缩积分单元有以下优点，
1)对位移的求解结果较精确。
2)网格存在扭曲变形时(例如Quad单元的角度远近大于或小于90°)分析精度不会受到大的影响。
3)在弯曲载荷下不容易发生剪切自锁。
其缺点如下：
1)由要划分较细的网格来克服沙漏问题。
2)如果.希望以应力集中部位的节点应力作为分析指标，则不能选用此类单元，因为线性减缩积分单元只有在单元的中心有一个积分点，相当于常应力单元，经过外差值和平均后得到的节点应力则不精确。
二次减缩积分（quadratic reduced-integration）单元
优于线性减缩积分单元，不能用于接触分析、大应变问题，精度往往低于二次完全积分单元。
非协调摸式（incompatible modes）单元的优点如下
1)克服了剪切自锁问题，在单元扭曲比较小的情况下，得到的位移和应力结果很精确。
2)在弯曲问题中，在厚度方向上只需很少的单元，就可以得到与二次单元相当的结而计算成本明显降低。
3)使用了增强变形梯度的非协调模式，单元交界处不会重叠或开洞，因此很容易扩展到非线性、有限应变的位移。
注意，如果所关心部位的单元扭曲比较大，尤其是出现交错扭曲时，分析精度会降低。
综上所述，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，尽可能采用结构化网格划分技术或扫掠网格划分技术，从而得到Hex单元网格，减小计算代价，提高计算精度。当几何形状复杂时，也可以在不重要的区域使用少量模形(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
大的塑性变形，或模型中存在接触，而且使用的是默认的"硬"接触关系("hard" contact relationship)，则也应选择修正的Tet单元C3Dl0M。
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力分析相同。但在使用ABAQUS/Explicit模拟冲击或爆炸载荷时，应选用线性单元，因为它们具有集中质量公式，模拟应力波的效果优于二次单元所采用的一致质量公式。
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方面。
1)对于应力集中问题，尽量不要使用线性减缩积分单元，可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)对于弹塑性分析，如果材料是不可压缩性的(例如金属材料)，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单元或Tet单元。
推荐使用的是修正的二次Tri单元或Tet单元、非协调单元，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大的扭曲变形，则应使用线性Quad或Hex单元，以及修正的二次Tri单元或Tet单元，而不能使用其他的二次单元。
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(例如C3D81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。
梁单元的类型选择原则：ABAQUS中的所有梁单元都可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形，B21和B31单元(线性梁单元)以及B22和B32单元(二次梁单元)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，三次单元B23和B33只需划分很少的单元就可以得到较精确的结果
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和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B310S、B320S单元。
定义耦合约束：
1、定义参考点tools—reference point（interaction module）
2、创建参考点集合tools—set—manager—create set（assembly module）
3、定义受约束的面tools—surface—manager（assembly module）
4、定义耦合约束create constraint–coupling—sets，选择点集作为耦合约束控制点；surface，选择面集作为约束面---设置couplingt type（耦合类型）为distributing（模型树中位于constraints下）
处在assembly划分网格状态下，面和集合属于整个装配件，若处在部件划分网格的状态下，则面和集合仅属于部件，不能在assembly、interaction or load module 中使用。
定义荷载：
1、定义载荷随时间变化的幅值Load模块，Tools→amplitude→Create，Tabular（表格)，Continue。输入分析步时间和幅值。Time span默认为step time （单个分析步中的时间），若为total time，则表示所有分析步中的全部时间。（模型树：amplitudes/）在分析步中荷载以总量而不是以增量的形式给定。
2、定义荷载面，局部荷载定义需事先在mesh module中分割面。
3、默认幅值ramp含义：幅值从零线性增长至给定值。
定义边界条件：
1、创建集合load module tools---set—manager（点击show/Hide selection option），只选择面
2、定义边界条件BC—manager
INP在处理器和求解器之间建立了一个传递数据的桥梁
*keyword，参数，参数《abaqus keywords reference manual》
INP文件格式规则：
1、以*HEADING开头，以**开始为注释行，不能有空行，关键词、参数、集合名称、面名称不区分大小写
2、没行不超过256个字符，*ELEMENT包含节点不超过15个，*ELSET和*NSET 数据行包含数据不超过16个，超出部分被忽略。
3、一行未结束需换行时，加逗号
4、关键词和各参数之间、数据之间均要加逗号，表明下一行是这行延续
INP带孔方板实例
1、*PREPRINT,,echo=no，model=no，history=no，contact=no；设置dat文件中记录的内容
2、*PART,NAME=名字；非独立实体（网格划分在部件上），part数据块包含节点、单元、集合和截面属性等数据，若为独立实体，则该数据出现在*instance中。
3、*NODE，编号，坐标1，坐标2，，，不同部件和实体可以有相同的编号，在引用时需加上实体名，如PART-A-1.5，表示PART-A-1中的节点5。
4、*ELEMENT,TYPE=单元类型
单元编号，节点1编号，节点2编号。。。。。
5、节点集合*NSET单元集合*ELSET分两类
（1）、定义在part或instance数据块中，出现在*part和*end part之间，用于定义截面属性
（2）、定义在assembly数据块中，出现在*end instance之后、*end assembly 之前，用于定荷载、边界条件、面、接触或约束等。节点集合和单元集合的名称不得超过80个字符
*NEST,NSET=名称，GENERATE
起点编号，终点编号，编号增量
6、*solid section，ELSET=单元集合名称，material=材料名称
<截面参数>截面参数可以是二维模型的厚度或一维模型的截面面积材料名
称不超过80个字符，必须以字母开头
7、*assembly，name=名称9、assembly中的集合与part中基本相同，只
……………需加上INSTANCE=名称*end assembly
8、*instance,name=名称，part=名称10、*surface，type=面类型，name=面名称
…………….构成此面的集合1，名称1
*END INSTANCE面类型默认值为ELEMENT
以下数据块出现在*END ASSEMBLY之后
11、*material，name=材料名称12*boundary边界可创建在initial 和后续step中，
*elastic荷载只能创建在后续step中
弹模，泊松比表示方法1*boundary
*density节点编号或集合，约定的边界条件类型
表示方法2*boundary
节点编号或集合，第一个自由度编号，最后一个自由度编号，位移值**（自由度1-6）
13、*step，name=名称
*static
初始增量步，分析步时间，最小增量步，最大增量步
14、（1）集中荷载
*cload
节点编号或集合，自由度编号，荷载值
（2）定义在单元上的分布荷载
*Dload
单元编号或单元集合，荷载类型代码，荷载值
（3）定义在面上的分布荷载
*dsload
面名称，荷载类型代码，荷载值
荷载类型代码见《abaqus analysis user’s manual》
ABAQUS学习总结 1.ABAQUS中常用的单位制。-（有用到密度的时候要特别注意） 单位制错误会造成分析结果错误，甚至不收敛。 2.ABAQUS中的时间 对于静力分析，时间没有实际意义（静力分析是长期累积的结果）。对于动力分析，时间是有意义的，跟作用的时间相关。 3.更改工作路径 4.对于ABAQUS/Standard分析，增大内存磁盘空间会大大缩短计算 时间;对于ABAQUS/Explicit分析，生成的临时数据大部分是存储在内存中的关键数据，不写入磁盘，加快分析速度的主要方法是提高CPU的速度。 临时文件一般存储在磁盘比较大的盘符下
提高虚拟内存
5.壳单元被赋予厚度后，如何查看是否正确。 梁单元被赋予截面属性后，如休查看是否正确。 可以在VIEW的DISPLAY OPTION里面查看。 6.参考点 对于离散刚体和解析刚体部件，参考点必须在PART模块里面定义。而对于刚体约束，显示休约束，耦合约束可以在PART ,ASSEMBLY,INTERRACTION,LOAD等定义参考点. PART模块里面只能定义一个参考点，而其它的模块里面可以定义很多个参考点。
7.刚体部件（离散刚体和解析刚体），刚体约束，显示体约束 离散刚体：可以是任意的形状，无需定义材料属性，要定义参考点，要划分网格。 解析刚体：只能是简单形状，无需定义材料属性，要定义参考点，不需要划分网格。 刚体约束的部件：要定义材料属性，要定义参考点，要划分网格。显示体约束的部件:要定义材料属性，要定义参考点，不需要要划分网格(ABAQUS/CAE会自动为其要划分网格)。 刚体与变形体比较:刚体最大的优点是计算效率高，因为它在分析作业过程中不参与所在基于单元的计算，此外，在接触分析，如果主面是刚体的话，分析更容易收敛。 刚体约束和显示体约束与刚体部件的比较：刚体约束和显示体约束的优点是去除约束后，就可以立即变为变形体。 刚体约束与显示体约束的比较:刚体约束的部件会参与计算，而显示约束的部件不会参与计算，只是用于显示作用。 8.一般分析步与线性摄动分析步 一般分析步：每个分析步的开始状态都是前一个分析步结束时刻的模型状态; 如果不做修改的话，前一个分析步所施加的载荷，边界条件，约束都会延续到当前的分析步中;所定义的载荷，边界条件以及得到的分析结果都是总量。
第二章 ABAQUS 基本使用方法 [2](pp15)快捷键：Ctrl+Alt+左键来缩放模型；Ctrl+Alt+中键来平移模型；Ctrl+Alt+右键来旋转模型。 ②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据，用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外丢失。 [3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid（实心体）而不是Shell（壳）。 ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）都直接定义在几何模型上。载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉力。 [4](pp22)对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。 [5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框，其区别在于：前者出现在包含只读数 据的对话框中；后者出现在允许作出修改的对话框中，点击Cancel 按钮可关闭对话框，而不保存 所修改的内容。 [6](pp26)每个模型中只能有一个装配件，它是由一个或多个实体组成的，所谓的“实体”（instance） 是部件（part）在装配件中的一种映射，一个部件可以对应多个实体。材料和截面属性定义在部件上，相互作用（interaction）、边界条件、载荷等定义在实体上，网格可以定义在部件上或实体上，对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。 [7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种：几何部件（native part）和网格部件（orphan mesh part）。 创建几何部件有两种方法：（1）使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直 接创建几何部件。（2）导入已有的CAD 模型文件，方法是：点击主菜单File→Import→Part。网格部件不包含特征，只包含节点、单元、面、集合的信息。创建网格部件有三种方法：（1）导入ODB 文件中的网格。（2）导入INP 文件中的网格。（3）把几何部件转化为网格部件，方法是：进入Mesh 功能模块，点击主菜单Mesh→Create Mesh Part。 [8](pp31)初始分析步只有一个，名称是initial，它不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。在初始分析步之后，需要创建一个或多个后续分析步，主要有两大类：（1）通用分析步（general analysis step）可以用于线性或非线性分析。常用的通用分析步包含以下类型： —Static, General: ABAQUS/Standard 静力分析 —Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隐式动力分析 —Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 显式动态分析 （2）线性摄动分析步（linear perturbation step）只能用来分析线性问题。在ABAQUS/Explicit 中 不能使用线性摄动分析步。在ABAQUS/Standard 中以下分析类型总是采用线性摄动分析步。 —Buckle: 线性特征值屈曲。 —Frequency: 频率提取分析。 —Modal dynamics: 瞬时模态动态分析。 —Random response: 随机响应分析。 —Response spectrum: 反应谱分析。 —Steady-state dynamics: 稳态动态分析。 [9]（pp33）在静态分析中，如果模型中不含阻尼或与速率相关的材料性质，“时间”就没有实际的物 理意义。为方便起见，一般都把分析步时间设为默认的 1。每创建一个分析步，ABAQUS/CAE 就会自动生成一个该分析步的输出要求。 [10] （pp34）自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit 以及ABAQUS/Standard 中的表面磨损过程 模拟。在一般的ABAQUS/Standard 分析中，尽管也可设定自适应网格，但不会起到明显的作用。 Step 功能模块中，主菜单Other→Adaptive Mesh Domain 和Other→Adaptive Mesh Controls 分别 设置划分区域和参数。 [11]（pp37）使用主菜单Field 可以定义场变量（包括初始速度场和温度场变量）。有些场变量与分析步有关，也有些仅仅作用于分析的开始阶段。使用主菜单Load Case 可以定义载荷状况。载荷状况由一系列的载荷和边界条件组成，用于静力摄动分析和稳态动力分析。
Abaqus操作技巧总结 打开abaqus，然后点击file——set work directory，然后选择指定文件夹，开始建模，建模完成后及时保存，在进行运算以前对已经完成的工作保存，然后点击job，修改inp文件的名称进行运算。切记切 记！！！！！！ 1、如何显示梁截面（如何显示三维梁模型） 显示梁截面：view->assembly display option->render beam profiles，自己调节系数。 2、建立几何模型草绘sketch的时候，发现画布尺寸太小了 1）这个在create part的时候就有approximate size，你可以定义合适的（比你的定性尺寸大一倍）； 2）如果你已经在sketch了，可以在edit菜单－－sketch option ——general－－grid更改 3、如何更改草图精度 可以在edit菜单－－sketch option ——dimensions－－display——decimal更改 如果想调整草图网格的疏密，可以在edit菜单－－sketch option ——general——grid spacing中可以修改。 4、想输出几何模型 part步，file，outport－－part 5、想导入几何模型？ part步，file，import－－part 6、如何定义局部坐标系 Tool－Create Datum－CSYS－－建立坐标系方式－－选择直角坐标系or柱坐标系or球坐标 7、如何在局部坐标系定义载荷
laod－－Edit load－－CSYS－Edit（在BC中同理）选用你定义的局部坐标系 8、怎么知道模型单元数目（一共有多少个单元） 在mesh步，mesh verify可以查到单元类型，数目以及单元质量一目了然，可以在下面的命令行中查看单元数。 Query---element 也可以查询的。 9、想隐藏一些part以便更清楚的看见其他part，edge等 view－Assembly Display Options——instance，打勾 10、想打印或者保存图片 File——print——file——TIFF——OK 11、如何更改CAE界面默认颜色 view->Grahphic options->viewport Background->Solid->choose the wite colour! 然后在file->save options. 12、如何施加静水压力hydrostatic load --> Pressure, 把默认的uniform 改为hydrostatic。这个仅用于standard，显式分析不支持。 13、如何检查壳单元法向 Property module/Assign/normal 14、如何输出单元体积 set步---whole model ----volume/Tickness/Corrdinate-----EVOL 15、如何显示最大、最小应力 在Visualization>Options>contour >Limits中选中Min/Max:Show Location，同样的方法可以知道具体指定值的位置。 16、如何在Visualization中显示边界条件 View——ODB display option——entity display——show boundary conditions 17、后处理有些字符（图例啊，版本号啊，坐标系啊）不想显示， viewport－viewport annotation option ，选择打勾。同样可以修改这些字体大小、位置等等。
ABAQUS中Standard分析模块和Explicit分析模块的区别比较及选择 1、ABAQUS各模块介绍 ABAQUS有两个主要的分析模块：ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。其中ABAQUS/Standard 还有两个特殊用途的附加分析模块：ABAQUS/Aqua和ABAQUS/Design。另外，还有ABAQUS分别与ADAMS/Flex，C-MOLD和Mold flow的接口模块：ABAQUS/ADAMS，ABAQUS/C-MOLD和ABAQUS/ MOLDFLOW。ABAQUS/CAE是完全的ABAQUS工作环境模块，它包括了ABAQUS模型的构造，交互式提交作业、监控作业过程以及评价结果的能力。ABAQUS/Viewer是ABAQUS/CAE的子集，它具有后处理功能。 ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能够求解领域广泛的线性和非线性问题，包括静力、动力、热和电问题的响应等。 ABAQUS/Explicit是用于特殊目的分析模块，它采用显式动力有限元列式，适用于像冲击和爆炸这类短暂，瞬时的动态事件，对加工成形过程中改变接触条件的这类高度非线性问题也非常有效。两个分析模块的ABAQUS/CAE界面是一样的，两个模块的输出也是类似的，不论哪个模块都可以采用可视化图形进行后处理。 ABAQUS/CAE（Complete ABAQUS Environment）是ABAQUS的交互式图形环境，用它可方便而快捷地构造模型，只需生成或输入要分析结构的几何形状，并把它分解为便十网格化的若干区域。并对几何体赋十物理和材料特性、荷载以及边界条件。ABAQUS/CAE具有对几何体划分网格的强大功能，并可检验所形成的分析模型。一旦模型生成，ABAQUS/CAE可提交并监控要分析的作业，可视化模块就可用来显式结果。 2、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比较 ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都具有解决广泛的各种类型问题的能力。对于一个给定的间题，隐式和显式算法的特点决定了采用哪一种算法更适合。对于采用任何算法都可以解决的间题，求解间题的效率可能决定了采用哪种产品。下表列出了两者之间的主要区别。
Table 1 ABAQUS Elements Selection Criteria General contact between deformable bodies 变形体间的普通接触 First-order quad/hex linear一阶四边形/三角形单元 Second-order quad/hex quadratic二阶四边形/三角形 Contact with bending 弯曲接触Incompatible mode 非协调模式 First-order fully integrated quad/hex or second-order quad/hex一阶全积分 或二阶四边形/三角形 Bending (no contact) 非接触弯曲Second-order quad/hex 二阶四边形/三角形单元 First-order fully integrated quad/hex 一阶全积分四边形/三角形 Stress concentration 集中应力Second-order 二阶 First-order 一阶 Nearly incompressible (ν=k/(k+1)>0.475 or large strain plasticity εpl>10%) 近不可压缩刚体First-order elements or second-order reduced-integration elements 一阶全积分单元或二阶缩减单元 Second-order fully integrated Completely incompressible (rubberν= 0.5) 完全，不可压缩刚体 Hybrid quad/hex, first-order if large deformations are anticipated 一阶四边形/三角形混合单元(Quad-dominated) Bulk metal forming (high mesh distortion) (金属)体积成型(网格畸变) First-order reduced-integration quad/hex 一阶四边形/三角形缩减单元 Second-order quad/hex Complicated model geometry (linear material, no contact) (线性材料无接触) Second-order quad/hex if possible (if not overly distorted) or second-order tet/tri (because of meshing difficulties) Complicated model geometry (nonlinear problem or contact) First-order quad/hex if possible (if not overly distorted) or modified second-order tet/tri (because of meshing difficulties) Natural frequency (linear dynamics) Second-order Nonlinear dynamic (impact) 非线性动力冲击 First-order linear一阶四边形/三角形 Second-order
复合材料模型建模与分析 1. Cohesive单元建模方法 1.1 几何模型 使用内聚力模型（cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。建立cohesive层的方法主要有： 方法一、建立完整的结构（如图1（a）所示），然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive 单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移。 方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束，使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b）所示。 （a）cohesive单元与其他单元公用节点（b）独立的网格通过“tie”绑定 图1.建模方法 上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie”很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。 1.2 材料属性 应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation 描述；另一种是基于连续体描述。其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。 而在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。因此在定义cohesive的力学性能时，实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率，或者最终失效时单元的位移。常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive的本构模型。Cohesive单元可理解为一种准二维单元，可以将它看作被一个厚度隔开的两个面，这两个面分别和其他实体单元连接。Cohesive单元只考虑面外的力，包括法向的正应力以及XZ，YZ两个方向的剪应力。 下文对cohesive单元的参数进行阐述，并介绍参数的选择方法。
在ABAQUS中，基于应力/位移的实体单元类型最为丰富： （1）在ABAQUS/Sandard中，实体单元包括二维和三维的线性单元和二次单元，均可以采用完全积分或缩减积分，另外还有修正的二次Tri单元（三角形单元）和Tet单元(四面体单元)，以及非协调模式单元和杂交单元。 （2）ABAQUS/Explicit中，实体单元包括二维和三维的线性缩减积分单元，以及修正的二次二次Tri单元（三角形单元）和Tet单元(四面体单元)，没有二次完全积分实体单元。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 按照节点位移插值的阶数，ABAQUS里的实体单元可以分为以下三类： 线性单元（即一阶单元）：仅在单元的角点处布置节点，在各个方向都采用线性插值。 二次单元（即二阶单元）：在每条边上有中间节点，采
用二次插值。 修正的二次单元（只有Tri 或Tet 才有此类型）：在每条边上有中间节点，并采用修正的二次插值。 ********************************************** ********************************************** ** 1、线性完全积分单元：当单元具有规则形状时，所用的高斯积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分。 缺点：承受弯曲载荷时，会出现剪切自锁，造成单元过于刚硬，即使划分很细的网格，计算精度仍然很差。 2、二次完全积分单元： 优点： （1）应力计算结果很精确，适合模拟应力集中问题；（2）一般情况下，没有剪切自锁问题（shear locking）。
总规则 1、关键字必须以*号开头，且关键字前无空格 2、**为注释行，它可以出现在文件中的任何地方 3、当关键字后带有参数时，关键词后必须采用逗号隔开 4、参数间都采用逗号隔开 5、关键词可以采用简写的方式，只要程序能识别就可以了 6、不需使用隔行符，如果参数比较多，一行放不下，可以另起一行，只要在上一行的末尾加逗号便可以*AMPLITUDE：定义幅值曲线amplitude 这个选项允许任意的载荷、位移和其它指定变量的数值在一个分析步中随时间的变化(或者在ABAQUS/Standard分析中随着频率的变化)。 必需的参数： NAME：设置幅值曲线的名字 可选参数： DEFINITION：设置definition=Tabular(默认)给出表格形式的幅值-时间(或幅值-频率)定义。设置DEFINITION=EQUALL Y SPACED/PERIODIC/MODULATED/DECAY/SMOOTH STEP/SOLUTION DEPENDENT或BUBBLE来定义其他形式的幅值曲线。 INPUT：设置该参数等于替换输入文件名字。 TIME：设置TIME=STEP TIME(默认)则表示分析步时间或频率。TIME=TOTAL TIME表示总时间。 V ALUE：设置V ALUE=RELATIVE(默认)，定义相对幅值。V ALUE=ABSOLUTE表示绝对幅值，此时，数据行中载荷选项内的值将被省略，而且当温度是指定给已定义了温度TEMPERA TURE=GRADIENTS(默认)梁上或壳单元上的节点，不能使用ABSOLUTE。 对于DEFINITION=TABULAR的可选参数： SMOOTH：设置该参数等于 DEFINITION=TABULAR的数据行 第一行 1、时间或频率 2、第一点的幅值(绝对或相对) 3、时间或频率 4、第二点的幅值(绝对或相对) 等等 基本形式： *Amplitude，name=Amp-1 0.，0.，0.2，1.5，0.4，2.，1.，1. *BEAM SECTION：当需要数值积分时定义梁截面beamsection *BOND：定义绑定和绑定属性 *BOUNDARY：定义边界条件 用来在节点定义边界条件或在子模型分析中指定被驱动的节点。 在节点定义边界条件 当使用固定边界条件时没有参数可用。
ABAQUS中单元的选取总结 实体单元的选择 1. 如果不需要模拟非常大的应变或进行复杂的需改变接触条件的问题，则应采用二次减缩积分单元（CAX8R、CPE8R、CPS8R、C3D20R等）； 2. 如果存在应力集中，则在局部应采用二次完全积分单元（CAX8、CPE8、CPS8、C3D20等）。它们可用最低费用提供应力梯度最好的解答。 3. 涉及到非常大的网格扭曲问题（大变形分析），建议采用细网格剖分的线性减缩积分单元（CAX4R、CPE4R、CPS4R、C3D8R等）； 4. 对接触问题采用线性减缩积分单元或细分的非协同单元（CAX4I、CPE4I、CPS4I、C3D8I等）； 5. 尽可能的减少网格变形的扭歪，形状扭歪的粗网格线性单元会导致非常差的结果。 壳单元的选择 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，也适合于有平面弯曲的问题； 2．线性、有限薄膜应变、减缩积分、四边形壳单元（S4R）较流行，适合于各类问题的应用； 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使用。因为在单元内部是常应变应力场，求解弯曲变形和高应变梯度时需要精细的网格剖分； 4．考虑到在复合材料层合壳模型中剪切柔度的影响，可应用厚壳单元（S4、S4R、S3、S3R、S8R）来模拟它，此时需检验平面假定是否满足； 5．四边形或三角形的二次壳单元，对于一般的小变形薄壳来说是很有效的，它们对于剪力锁闭和薄膜锁闭不敏感； 6．如果在接触问题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。 梁单元的选择 1. 对任何涉及到接触的分析，应使用一阶的、有剪切变形的梁单元（B21、B31）; 2. 对于结构刚度非常大或非常柔软的结构，在几何非线性分析中应当使用杂交梁单元（B21H、B32H等）； 3. Euler-Benoulli三次梁单元（B23、B33）在模拟承受分布荷载作用的梁，包括动态的振动分析时，会有很高的精度。如果横向剪切变形也很重要，则使用Timoshenko二次型梁单元（B22、B32）; 4. 模拟有开口薄壁横截面的结构应当使用开口横截面翘曲理论的梁单元（B310S、B320S）。
Abaqus单元的选择 2015-03-06 有限元在线 如果想要以合理的费用得到高精度的结果，那么正确的选择单元是非常关键的。对于ABAQUS经验丰富的使用者，毫无疑问都会自己的单元选择指南来处理各种具体的应用。但是，在刚开始使用ABAQUS 时，下面的指导是非常有用的。 1、实体单元选择 以下单元选择的建议适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit： （1）尽可能的减小网格的扭曲。使用扭曲的线性单元的粗糙网格会得到相当差的结果。 （2）对于模拟网格扭曲过分严重的问题，应用网格细划的线性、减缩积分单元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R等）。 （3）对三维问题应尽可能地采用六面体单元。它们以最低的成本给出最好的结果。当几何形状复杂时，采用六面体单元划分网格可能是非常困难的，因此，还需要楔形和四面体单元。这些单元（C3D4和C3D6）的一阶模式是较差的单元（需要细划网格以取得较好的精确度）。 （4）某些前处理器包含了自由划分网格算法，用四面体单元划分任意几何体的网格。对于小位移无接触的问题，在ABAQUS/Standard中的二次四面体单元（C3D10）能够给出合理的结果。这个单元的另一种模式是修正的二次四面体单元（C3D10M），它适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit，对于大变形和接触问题，这种单元是强健的，展示了很小的剪切和体积自锁。但是，无论采用何种四面体单元，所用的分析时间都长于采用了等效网格的六面体单元。 （5）对于ABAQUS/Standard求解器，除非需要模拟非常大的应变或者模拟一个复杂的、接触条件不断变化的问题，对于一般的分析工作，应采用二次、减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R, C3D20R 等）。 （6）对于ABAQUS/Standard求解器，在存在应力集中的局部区域，采用二次、完全积分单元（CAX8, CPE8, CPS8, C3D20等）。它们以最低的成本提供了应力梯度的最好解答。 （7）对于ABAQUS/Standard求解器，采用细划网格的线性、减缩积分单元或者非协调模式单元（CAX4I, CPE4I, CPS4I, C3D8I）。 2、壳单元的选择 （1）对于需要考虑薄膜作用或含有弯曲模式沙漏的问题以及平面弯曲的问题，当希望得到更精确的解答时，可使用ABAQUS/Standard中的线性、有限薄膜应变、完全积分的四边形壳单元（S4）。（2）线性、有限薄膜应变、减缩积分、四边形壳单元（S4R）是强健的，而且应用很广。 （3）线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3/S3R）可作为通用目的的壳单元使用。因为在单元中是常应变的近似场，所以求解弯曲变形或者高应变梯度时可能需要精细的网格划分。 （4）在复合材料层合壳模型中，考虑到剪切变形的影响，采用适合于模拟厚壳问题的单元 （S4, S4R, S3/S3R, S8R），并检验是否满足平截面保持平面的假定。 （5）四边形或三角形的二次壳单元用于一般的小应变薄壳是很有效的，这些单元对于剪力自锁或薄膜自锁都不敏感。 （6）对于规模非常大但公经历几何线性行为的模型，使用线性、薄壳单元（S4R5）通常比通用目的的壳单元更节约计算成本。 （7）对于包含任意的大转动和小薄膜应变的显式动态问题，小薄膜应变单元很有效。 3、梁单元的选择 （1）在任何包含接触的模拟中，应该使用一阶剪切变形梁单元（B21, B31）。 （2）如果横向剪切变形是非常重要的，则采用Timoshenko二阶梁单元（B22, B32）。 （3）如果结构非常刚硬或者非常柔软，在几何非线性模拟中，则应当使用ABAQUS/Standard中的杂交梁单元（B21H, B32H等）。 （4）在ABAQUS/Standard中的（Euler-Bernoulli）三次梁单元（B23，B33）模拟承受分布载荷作用的梁有很高的精度，例如动态振动分析。 （5）在ABAQUS/Standard中，模拟开口薄壁横截面的结构应该采用那些应用了开口横截面翘曲理论的梁单元（B31OS, B32OS）。
1、按照节点位移插值的阶数，可以将ABAQUS单元分为线性单元、二次单元和修正的二 次单元 2、线性完全积分单元在承受弯曲载荷时会出现剪切自锁，造成单元过于刚硬，即使划分很 细的网格，计算精度仍然很差 3、二次完全积分单元适于模拟应力集中问题，一般情况下不会出现剪切自锁，但不能在接 触分析和弹塑性分析中使用 4、线性减缩积分单元对位移的求解结果较精确，在弯曲载荷下不容易发生剪切自锁，网格 的扭曲变形（例如Quad单元的角度远远大于或小于90°）对其分析精度影响不大，但这种单元需要划分较细的网格来克服沙漏问题，且不适于求解应力集中部位的节点应力5、二次减缩积分单元不但支持了线性减缩积分单元的优点，而且不划分很细的网格也不会 出现严重的沙漏问题，即使在复杂应力状态下，对自锁问题也不敏感，但它不适于接触分析和大应变问题 6、非协调模式单元克服了剪切自锁问题，在单元扭曲比较小的情况下得到的位移和应力结 果很精确，但如果所关心部位的单元扭曲比较大，其分析精度会降低 7、线性Tri单元和Tet单元的精度很差，二次Tet单元(C3D10)适于ABAQUS/Standand中 的小位移无接触问题，修正的二次Tet单元(C3D10M)适于ABAQUS/Explicit，以及ABAQUS/Standand中的大变形和接触问题 8、ABAQUS的壳单元可以有多种分类方法，按照薄壳和厚壳来划分，可以分为通用目的 （general-purpose）壳单元和特殊用途（special-purpose）壳单元；按照单元的定义方式，可以分为常规（conventional）壳单元和连续体（continuum）壳单元 9、ABAQUS中的所有梁单元都可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形，B21和B31单 元（线性梁单元）以及B22和B32单元（二次梁单元）即适用于模拟剪切变形引起重要作用的深梁，又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁，三次单元B23和B33只需划分很少的单元就可以得到较精确的结果 1、对于应力集中问题，尽量不要使用线性减缩积分单元，可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、对于弹塑性分析，如果材料是不可压缩的（例如金属材料），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单元和Tet单元。推荐使用的是修正的二次Tri单元和Tet单元、非协调单元，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大的扭曲变形，则应使用线性Quad或Hex单元，以及修正的二 次Tri单元和Tet单元，而不能使用其他的二次单元 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小，使用非协调单元（例 如C3D8I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
Standard和explicit都应遵循的原则： 1、尽量减少扭曲的单元。单元扭曲可以用雅克比、内角、warpage等来衡量。 2、大应变的模拟中应该使用细化的线性减缩单元模拟。CAX4R/CPE4R/CPS4R/C3D8R. 3、三维问题中应当尽量使用六面体单元。C3D4和C3D6需要很细的网格才能得到相对准确的结果，因此 应当尽量避免使用这类单元，并且要远离感兴趣区域。 4、对于四面体网格。Standard中，小位移并且不包括接触的问题应当使用C3D10或者C3D10I（Explicit 中除了修正四面体与三角形单元以及二阶梁单元外，其余都是线性单元；除了修正四面体和三角形单元以及一节壳单元与六面体完全积分单元外，其余都是减缩积分单元）。大位移以及使用默认“硬接触”的问题，在Standard和Explicit中，都应该使用C3D10M单元。应该极力避免使用C3D4. 对于Standard中还应当遵循以下基本原则： 1、对于不包括大位移与复杂的接触条件改变的一般性问题，推荐使用二阶减缩积分单元。 CAX8R/CPE8R/CPS8R/C3S20R 2、应力集中区域应当使用二阶完全积分单元（除非单元扭曲厉害或者弯曲应力有梯度，很少会体积自锁； 也无hourglassing问题）。CAX8/CPE8/CPS8/C3D20。这些单元能够以最小的代价给出精确的应力梯度。 3、对于接触问题，应当使用细化的线性减缩积分单元或者非协调单元。CAX4I/CPE4I/CPS4I/C3D8I. 总结 1、Formulation和Order of integration对于求解结果的准确性与计算代价有很大的影响。 2、线性完全积分单元容易产生剪切自锁，应当避免使用。 3、线性减缩积分单元模拟弯曲变形时，在厚度的方向至少使用四个单元。 4、在Standard中，二阶减缩积分单元很少有Hourglassing的问题。但模型中没有接触是应该首先考虑使 用这种单元。 5、非协调单元对于单元的扭曲非常敏感。 6、通常应当进行网格收敛性检查，以确定网格以经足够细化了。但是一个收敛的网格并不一定就说明模 拟的结果与实际情况相符。有限单元模拟的正确性还要依赖于模型中其他的近似与理想化。 7、通常，应该对感兴趣区域进行细化。预测应力的模型应当比预测位移的模型更细化。 8、Abaqus中提供子模型等高级功能来模拟复杂的问题。
1.完全积分是指当单元具有规则形状时，所用的高斯积分点可以对单元刚度矩 阵中的多项式进行精确地积分。 2.剪力自锁将使单元变得“刚硬”，只影响受弯曲荷载的完全积分线性（一阶） 单元，这些单元功能在受直接或剪切荷载时没有问题。二次单元的边界可以弯曲，没有剪力自锁的问题。 3.只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四面体和三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 4.只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四面体和三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 5.非协调单元：只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分。所有的楔形、四 面体和三角形实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 6.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 7.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 8.杂交单元：ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中， 用非协调单元可得到与二次单元相当的结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 9.一般情况下应采用二次减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R，C3D20R）。 在应力集中局部采用二次完全积分单元（CAX8，CPE8，CPS8，C3D20）。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（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R ）。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。10.采用非协调单元时应使网格扭曲减至最小。三维情况应尽可能采用块状单元
1.完全积分就是指当单元具有规则形状时，所用得高斯积分点可以对单元刚度 矩阵中得多项式进行精确地积分。 2.剪力自锁将使单元变得“刚硬”，只影响受弯曲荷载得完全积分线性（一阶） 单元，这些单元功能在受直接或剪切荷载时没有问题。二次单元得边界可以弯曲，没有剪力自锁得问题。 3.只有四边形与六面体单元才能采用减缩积分。所有得楔形、四面体与三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 4.只有四边形与六面体单元才能采用减缩积分。所有得楔形、四面体与三角形 实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 5.非协调单元：只有四边形与六面体单元才能采用减缩积分。所有得楔形、四 面体与三角形实体单元采用完全积分。减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 6.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当得结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 7.ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中，用非协调 单元可得到与二次单元相当得结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 8.杂交单元：ABAQUS对非协调单元采用了增强位移梯度形式。在弯曲问题中， 用非协调单元可得到与二次单元相当得结果，且计算费用明显降低。对单元扭曲很敏感。 9.一般情况下应采用二次减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R，C3D20R）。 在应力集中局部采用二次完全积分单元（CAX8，CPE8，CPS8，C3D20）。对含有非常大得网格扭曲模拟（大应变分析），采用细网格划分得线性减缩积分单元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R ）。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）得细网格划分。10.采用非协调单元时应使网格扭曲减至最小。三维情况应尽可能采用块状单元
ABAQUS中的单元选择 在有限元分析中，为了能够得到较为精确的收敛解，一方面取决于所用模型的误差，另一方面取决于模拟计算的误差。一个好的有限元模型，不仅需要较高的网格质量，还需要拥有合适的单元类型。ABAQUS为用户提供了丰富的单元库，几乎可以模拟实际工程中任意几何形状的有限元模型，在对一个问题进行分析时，可以根据情况选择使用。 如何才能选取出适合于分析的单元类型呢？我认为首先要了解ABAQUS中对于单元的分类，每种单元特定的使用范围，各种单元类型的节点数目、单元形状、插值函数阶次以及单元构造的方式。然后再根据分析类型和具体问题合理选择。 ABAQUS中最常用的单元包括实体(Solid)单元、壳(Shell)单元和梁(Beam)单元。下面就根据自己对于ABAQUS应用实体单元的学习，将这些单元的特点和使用简单总结如下： 实体单元主要包括完全积分、减缩积分、非协调以及杂交这四种常见的单元模式。 （1）完全积分单元：单元具有规则形状（边是直线并且边与边相交成直角）时，所用的Gauss积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分。 完全积分的线性单元在每一个方向上采用2个积分点； 完全积分的二次单元在每一个方向上采用3个积分点。如图: 1
不足：完全积分的线性单元存在“剪切自锁”问题，原因是线性单元的边不能弯曲。在复杂应力状态下，完全积分的二次单元也有可能发生剪切自锁。 （2）减缩积分单元：减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。 完全积分的线性单元只在单元的中心有一个积分点。 不足：线性减缩积分单元存在“沙漏模式”的数值问题，有可能过于柔软。 ABAQUS通过绘制伪应变能(ALLAE)和内能(ALLIE)来评价沙漏模式对计算结果的影响。 （3）非协调单元： 优点：可以克服完全积分，一阶单元中的剪力自锁问题。 特点：在一阶单元中引入一个增强单元变形梯度的附加自由度。这种对变形梯度的增强允许一阶单元在单元域上对于变形梯度有一个线性变化。 不足：对单元的扭曲很敏感，在使用时必须小心以确保单元扭曲是非常小的。 （4）杂交单元： 应用：当材料行为是不可压缩（泊松比=0.5）或非常接近于不可压缩（泊松比>0.475）时，如橡胶材料，采用杂交单元。 特点：对于具有不可压缩材料性质的任何单元，一个纯位移的数学公式是不适宜的，压应力不能由节点位移计算。杂交单元包含一个可以直接确定单元压应力的附加自由度，节点的位移场则主要用来计算偏应变和偏应力。 在选取单元类型时需要综合考虑以下几方面的问题： 1）如果需要得到的是节点应力，尽量不要选用线性减缩积分单元； 2）如果使用线性减缩积分单元，应注意避免出现沙漏模式，常采用网格细化来解决；3）在定义了接触和弹塑性材料的区域后，不要使用C3D20、C3D8R、C3D10等二次单元；4）完全积分单元容易出现剪切闭锁和体积闭锁问题，一般情况下尽量不要使用； 5）对于ABAQUS/Standard分析，如果能够划分四边形(Quad)或六面体(Hex)网格，建议尽量使用非协调单元(如C3D8I)，同时注意保证关键部位的单元形状是规则的。 6）如果无法划分六面体(Hex)网格，则应使用修正的二次四面体单元(C3D10M)，它适用于接触和弹塑性问题，只是计算代价较大； 7）有些适用于ABAQUS/Standard分析的单元类型不能用于ABAQUS/Explicit分析中(例如非协调单元)。 2
复合材料模型建模与分析 1、Cohesive单元建模方法 1、1 几何模型 使用内聚力模型(cohesive zone)模拟裂纹的产生与扩展,需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。建立cohesive层的方法主要有: 方法一、建立完整的结构(如图1(a)所示),然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive单元,用这种方法建立的cohesive单元与其她单元公用节点,并以此传递力与位移。 方法二、分别建立cohesive层与其她结构部件的实体模型,通过“tie”绑定约束,使得cohesive单元两侧的单元位移与应力协调,如图1(b)所示。 (a)cohesive单元与其她单元公用节点(b)独立的网格通过“tie”绑定 图1、建模方法 上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效,第一种方法划分网格比较复杂;第二种方法赋材料属性简单,划分网格也方便,但就是装配及“tie”很繁琐;因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。 1、2 材料属性 应用cohesive单元模拟复合材料失效,包括两种模型:一种就是基于traction-separation描述;另一种就是基于连续体描述。其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。 而在基于traction-separation描述的方法中,最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。它给出了材料达到强度极限前的线弹性段与材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。注意图中纵坐标为应力,而横坐标为位移,因此线弹性段的斜率代表的实际就是cohesive单元的刚度。曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。因此在定义cohesive的力学性能时,实际就就是要确定上述本构模型的具体形状:包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率,或者最终失效时单元的位移。常用的定义方法就是给定上述参数中的前三项,也就确定了cohesive的本构模型。Cohesive单元可理解为一种准二维单元,可以将它瞧作被一个厚度隔开的两个面,这两个面分别与其她实体单元连接。Cohesive单元只考虑面外的力,包括法向的正应力以及XZ,YZ两个方向的剪应力。 下文对cohesive单元的参数进行阐述,并介绍参数的选择方法。