实体单元的选择

5.3.2　实体单元的选择

对于某一具体的模拟，如果想以合理的代价得到高精度的结果，那么正确地选择单元是非常关键的。在使用ABAQUS的经验日益丰富后，毫无疑问每个用户都会拥有自己的单元选择技巧来处理各种具体的应用。

下面的使用建议适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit：

·尽可能地减小网格的扭曲。使用扭曲的线性单元的粗糙网格会得到相当差的结果。

·对于模拟网格扭曲十分严重的问题，应用网格细划的线性、减缩积分单元（CAX4R、CPE4R、CPS4R、C3D8R等）。

·对三维问题应尽可能地采用六面体单元（砖形）。它们以最低的成本给出最好的结果。当几何形状复杂时，采用六面体划分全部的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或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度）。只有必须完成网格划分时，才应用这些单元。即便如此，它们必须远离需要精确结果的区域。

·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。不能采用仅包含线性四面体单元（C3D4）的网格，除非使用相当大量的单元，否则结果将是不精确的。

使用ABAQUS/Standard时，还需要考虑以下建议：

·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）。

·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。

·对于接触问题，采用细划网格的线性、减缩积分单元或非协调模式单元（CAX4I、CPE4I、CPS4I、C3D8I等）。