工程有限元软件介绍

1、目录一、简介-3二、 有限元软件介绍ANSYS-3 1.ANSYS软件基本功能介绍-3 2. ANSYS软件分析过程-4 3.ANSYS软件单元类型-4 3.1线单元-4 3.2管单元-5 3.3实体单元-5 3.4壳单元-7 3.5接触单元-8 3.6特殊单元-8 4.ANSYS软件优缺点-9 5.ANSYS软件应用领域-9三、有限元软件介绍ABAQUS-9 1.ABAQUS软件基本功能介绍-9 2.ABAQUS软件分析过程-10 3.ABAQUS软件单元类型-10 3.1 线性完全积分单元-11 3.2 二次完全积分单元-11 3.3 线性减缩积分单元-11 3.4 二次减缩积分单元-12

2、 3.5 非协调模式单元（imcompatible modes）-12 3.6 使用Tri 或Tet 单元要注意-123.7 杂交单元-12 3.8混合使用不同类型的单元-13 4.ABAQUS优缺点-13 5.ABAQUS应用领域-13四、有限元软件介绍-LS-DYNA-13 1.LS-DYNA基本功能介绍-13 2.LS-DYNA分析过程-14 3.LS-DYNA单元类型-14 3.1概述- -14 3.2单元库-14 4.LS-DYNA优缺点-17 5.LS-DYNA应用领域-17 一、简介 有限元分析（FEA）是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力

3、学领域-飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等问题，有限元方法已经应用于水工、土建、桥梁、机械、电机、冶金、造船、飞机、导弹、宇航、核能、地震、物探、气象、渗流、水声、力学、物理学等，几乎所有的科学研究和工程技术领域。基于有限元分析（FEA）算法编制的软件，即所谓的有限元分析软件。通常，根据软件的适用范围，可以将之区分为专业有限元软件和大型通用有限元软件。实际上，经过了几十年的发展和完善，各种专用的和通用的有限元软件已经使有限元方法转化为社会生产力。常见通用有限元软件包括LUSAS,MSC.Nastran、Ansys、Abaq

4、us、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG等等。有限元的基本思想可归纳如下：  首先，将表示结构的连续体离散为若干个子域（单元），单元之间通过其边界上的结点相连接成组织体。 其次，用每个单元内所假设的近似函数分片地表示全求解域内待求的未知场变量。每个单元内的近似函数用未知场变量函数在单元各个结点上的数值和其对应得插值函数表示。由于在连接相邻单元的结点上，场变量函数应具有相同的数值，因而将它们用作数值求解的基本未知量，将求解原函数的无穷多自由度问题转换为求解场变量函数结点值的

5、有限自由度问题。 最后，通过和原问题数学模型（基本方程、边界条件）等效的变分原理或加权余量法，建立求解基本未知量（场变量函数的结点值）的代数方程组或常微分方程组，应用数值方法求解，从而得到问题的解答。二、有限元软件介绍ANSYS1.ANSYS软件基本功能介绍 ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD

6、等。是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。1. ANSYS软件分析过程 分析过程包含前处理、加载求解、后处理3个主要步骤。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分

7、析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；分析计算模块包括结构分析 （可进行线性分析、 非线性分析和高度非线性分析） 、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦 合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。2. ANSYS软件单元类型 nsys结构分析单元类型

8、决定单元的自由度设置(如：热单元有一个自由度，而结构单元有6个自由度)、单元形状(六面体，三角形等)、维数(二维或三维)、位移形函数(线形及二次函数)。在ANSYS数据库中有超过l90种的不同单元类型可供选择。冈此确定单元类型是很重要的，应根据不同特性的 1 程系统选用不同类型的单元型号，并了解单元特性，才能得出正确的结果 J。本文按单元的特点将结构分析单元分为：线单元、管单元、实体单元、壳单元、接触单元、特殊单元六大类，分类进行介绍。31线单元线单元主要有：杆单元、梁单元。3.1.1杆单元杆单元主要用于桁架和网格计算。 属于只受拉、压力的线单元pJ。主要用米模拟弹簧，螺杆，预应力螺杆利薄膜桁

9、架等模型。其主要的类型有：(1)LINK1是个二维杆单元，可刚作桁架、连杆或弹簧。(2)LINK8是个三维杆单元，可用作桁架、缆索、连杆、弹簧等模型。 (3)LINK10是个三维仅受拉伸或压缩杆单元，可用于将整个钢缆刚一个单元来模拟的钢缆静力。312梁单元梁单元主要用于框架结构计算。 属于既受拉、压力，又有弯曲应力的线单元【3】。主要用米模拟螺栓，薄壁管件，C型截面构件，角钢或细长薄膜构件。其主要的类型有：(1)BEAM3是个二维弹性粱单元，可用于轴向拉伸、压缩和弯曲单元。 (2)BEAM4是个三维弹性梁单元，可用于轴向拉伸、压缩、扭转和弯曲单元。 (3)BEAM54是个二维弹性渐变不对称梁单

10、元，可用于分析拉伸、压缩和弯曲功能的单轴向单元。 (4)BEAM44是个三维渐变不对称梁单元，可用_丁分析拉伸、压缩、扭转利弯曲功能的单轴单元。 (5)BEAMl88是个三维线性有限应变梁单元，可用于分析从细长到中等粗短的梁结构。 (6)BEAMl89是个三维二次有限应变梁单元，可刚于分析从细长到中等粗短的梁结构。32管单元 (1)PIPE16是三维弹性直管单元，可用于分析拉压、扭转和弯曲的单轴向单元。 (2)PIPE17是三维弹性T形管单元，可用于分析拉压、扭转和弯曲T形管单轴单元。 (3)PIPEl8是弹性弯管单元(肘管)，可用丁分析拉伸、压缩、扭转和弯曲性能的环形单轴单元。 (4)PIP

11、E20是个塑性直管单元，可用于分析拉压、弯曲利扭转的单轴单元。 (5)PIPE60是个塑性弯管(弯管头)单元，可用于分析拉压，弯曲和扭转的单轴单元。 (6)PIPE59是个沉管或缆单元，可用于分析拉压、扭转和弯曲，并有薄膜力以模拟海洋波浪和电流作用的单轴单元。33实体单元 3.3.1实体二维实体单元主要用于描述薄平板结构(平面应力)、等截面的“无限长”结构(平面应变)和轴对称实体结构，即：用于模拟实体的截面，所有的荷载均作用在xY平面内，并且其响应(位移)也在xY平面内，建模时必须在全局直角坐标xY平面内建模l2】。其主要的类型有： (1)PLANE2是个二维6节点三角形结构实体单元，可用于模

12、拟不规则的网格。 (2)PLANE42是个二维结构实体单元，可用作平面单元(平面应力或平面应变)或轴对称单元。 (3)PLANE82是个二维8节点结构实体单元，可用于模拟具有曲线边界的几何模型。 (4)PLANEI82是个二维4节点结构实体单元，可用作平面单元(平面应力或平面应变)或轴对称单元。 (5)PLANEI83是个二维8节点结构实体单元，可刚作平面单元(平面应力，平面应变和普遍平面应变)，或轴对称单元。 (6)HYPER84是个二维8节点超弹性实体单元，可用作平面单元(平面应变)或轴对称的环单元，也可用于模拟二维超弹性结构模型。 (7)HYPER56是个二维4节点混合UP超弹实体单元，

13、可用作二向平面单元(平面应变)或轴对称环单元。用于模拟二维实体超弹性结构。 (8)HYPER74是个二维8： 点混合UP超弹实体单元，可用作二向平面单元(平面应变)或轴对称环单元。也用于模拟二维实体超弹性结构。 (9)VISCO88是个二维8节点粘弹性实体单元，可用来定义平面应变或轴对称单元。 (10)VISCOl06是个二维大应变实体单元，可用作平面应变单元或轴对称单元。 (11)VISCO108是个二维8节点火应变实体单元，可用作平面应变单元或轴对称单元。 (12)PLANE83是个8节点轴对称谐结构实体单元，可用于模拟具有非轴对称加载的轴对称结构，可用于建立曲线边界的模型。 (13)PL

14、ANE25是个4 I了点轴对称谐结构实体单元，可用于轴对称结构上作用有非对称载荷的二维模型。 (14)PLANE145是个二维四边形结构实体P_单元，可用作平面单元(平面应力或平面应变)或轴对称单元。 (15)PLANE146是个二维三角形结构实体P_单元，可用作平面单元(平面应力或平面应变)或轴对称单元。 3.3.2实体三维实体单元主要用丁描述三维空问中截面积不等、也不是轴对称的厚结构，即：用于那些由于几何形状、材料、载荷或分析要求考虑细节等原因造成无法采用更简单单元进行建模的结构。其主要的类型有： (1)SOLID45是个三维结构实体单元，可用于建立三维实体结构模型。 (2)SOLID95

15、是个三维20： 点结构实体单元，可用于曲线边界的三维实体建模。 (3)SOLIDI85是个三维结构实体单元，可用丁建立三维实体结构模型。 (4)SOLIDl86是个三维20节点结构实体单元，可用生成不规则网格模型。 (5)SOLID92是个三维l0节点四面体结构实体单元，可用于模拟不规则形状的结构(各种CADCAM系统产生的网格模型)。 (6)SOLIDI87是个三维l0= 点四面体结构实体单元，可用于生成不规则网格模型(各种CADCAM系统生成的模型)。 (7)SOLID46是个三维分层结构实体单元，可用于模拟分层的厚壳或实体。 (8)SOLIDl9l是个三维20节点分层结构实体单元，可用于

16、模拟分层的厚壳或实体。 (9)SOLID64是个三维各向异性实体单元，可用于模拟三维各向异性实体结构。 (10)SOLID65是个三维钢筋混凝十实体单元，可用于模拟三维有钢筋或无钢筋的混凝土模型。 (11)HYPER86是个三维超弹性实体单元，可用于建立三维超弹性结构模型。 (12)HYPER58是个三维8： 点混合UP超弹实体单元，可用于模拟三维实体超弹性结构。 (13)HYPERI58是个三维l0： 点四面体混合UP超弹实体单元，可用丁模拟三维超弹性结构实体，适于生成不规则网格模型(如各种CADCAM 系统生成的模型)。 (14)VISCO89是个三维20节点粘弹性实体单元。 (15)VI

17、SCO107是个三维火应变实体单元，可用于建立三维实体结构模型。 (16)SOLID147是个三维砖形结构实体P单元。 (17)SOLIDI48是个三维四面体结构P一单元。3.4壳单元 壳单元主要用于水池、水箱、楼板等薄壁结构计算。决于实际应用薄板或曲面模型：分析应用的基本原则是：主要的类型有以下 L种：壳单元主要用来模拟平面或曲面，其厚度大小取每块面板的主尺寸不低于其厚度的十倍。 (1)SHELL93是个8节点结构壳单元，适合于分析曲壳模型。 (2)SHELL63是个弹性壳单元。 (3)SHELL41是个薄膜壳单元，可用于那些弯曲作用为次要囚素的壳体结构 (4)SHELL43是个塑性人应变壳

18、单元，适于分析线性，翘曲，厚度中等的壳结构。 (5)SHELL181是个有限应变壳单元，适于分析从薄的到中等厚度的壳结构，也可用于模拟的层合壳单元或夹层结构的层结构分析。 (6)SHELL51是个轴对称结构壳单元，可以产生出圆柱壳单元或者环形圆盘单元，可用于有线性变化的厚度。 (7)SHELL61是个轴对称谐波结构壳单元，可以产生山圆柱壳单元或者环形圆盘单元。可用于有线性变化的厚度。 (8)SHELL9 1是个非线性层状结构壳单元，可以川于分析应用多层结构壳模型或模拟厚夹层结构。 (9)SHELL99是个线性层结构壳单元，可以用于分析应用多层结构壳模型。 (10)SHELL28是个剪切瑚转壳单

19、元，可用于分析框架结构的剪切载荷情况的单元。 (11)SHELL150是个8节点结构壳体P一单元，适合于描述曲面壳体模型。35接触单元 (1)CONTAC48是个二维点对面接触单元，可以用于模拟二维空间两个面之间(或一个 1 点和一个面间)的接触和滑动模型。 (2)CONTAC49是个三维点对面接触单元，可以用于模拟三维空间两个面之间(或一个 点和一个面间)的接触和滑动模型。 (3)CONTA171是个二维面与面接触单元，可用于表示二维“目标”面(TARGE169)和本单元所定义的变形面之间的接触利滑移状态。 (4)CONTA172是个二维3节点面与面接触单元，CONTA172用于表示二维“目

20、标”面(TARGE169)和本单元所定义的变形面之间的接触和滑移状态。 (5)CONTA173是个三维面与面接触单元，可用于表示三维“目标”面(TARGE170)和本单元所定义的变形面之间的接触和滑移状态。 (6)CONTA174是个三维8节点面与面接触单元，可刚于表示三维“目标”面(TARGE170)和本单元所定义的变形面之间的接触和滑移状态。 (7)CONTAC12是个二维点对点接触单元，用米模拟两个能够保持或者断开物理接触，并且能够相对滑动的面。(8)CONTAC52是个二维点对点接触单元，用来模拟能够保持或者断开物理接触，且能够相对滑动的两个表面。(9)CONTAC26是个二维点一基础

21、接触单元，用米模拟一个能够阻1= 点穿透的面。(1 0)TARGE169 是个二维目标单元，接触单元覆盖丁变形体边界的实体单元上，并可能与TARGER169定义的目标表面接触。(1 1)TARGE170是个三维目标单元，与相关接触单元(CONTA173，CONTA174，和CONTA175)联用，表示各种二维“目标”表面。接触单元覆盖于变形体边界的实体单元上，并可能与TARGER170定义的目标表面接触。36特殊单元 (1)COMBIN14是个弹簧一阻尼器单元，可用在一维，二维或三维有轴向拉压的或扭转的场合。 (2)COMBIN40是个组合单元，可以用丁任何分析。 (3)COMBIN39是个非

22、线性弹簧单元，具有非线性功能的单向单元。 (4)MASS2l是个结构质量单元。 (5)COMBIN37是个控制单元，是一种具有开关功能的单向单元：可Jj于温度函数控制热流的温度调节器；用速度的函数控制阻尼的机械减震器；用压力的函数控制流动阻抗的安全阀；川位移函数控制摩擦离合器等等。 (6)SURF1 53是个二维结构表面效应单元，可川于各种载荷及表面效应情况及二维结构分析。 (7)SURF154是个三维结构表面效应单元，可刚 各种载荷及表面效应情况，可用于三维结构分析。 (8)COMBIN7是个三维铰接连接单元，是三维销钉(或旋转)铰链单元，可用于在公共点上连接模型的两个或多个部分，适用于运动

23、学静力分析和运动学动力分析。 (9)LINK1l是个线性调节器单元，可用米给液压缸及其它火转动问题建模。 (10)MATRIX27是个刚度，阻尼，质量矩阵单元。 (11)MATRIX5O是个超单元，可川于应用领域内的任何分析类型4.ANSYS软件优缺点 （1） 数据统一。ANSYS使用统一的数据库来存储模型数据及求解结果，实现前后处理、分析求解及多场分析的数据统一。（2） 强大的建模能力。ANSYS具备三维建模能力，仅靠ANSYS的GUI（图形界面）就可建立各种复杂的几何模型。（3）强大的求解功能。ANSYS提供了数种求解器，用户可以根据分析要求选择合适的求解器。（4）强大的非线性分

24、析功能。ANSYS具有强大的非线性分析功能，可进行几何非线性、材料非线性及状态非线性分析。（5）智能网格划分。ANSYS具有智能网格划分功能，根据模型的特点自动生成有限元网格。（6）良好的优化功能。（7）良好的用户开发环境。 5.ANSYS软件应用领域ANSYS软件可以对机械结构的静、动态力学特性进行分析。静力分析是用于静态载荷。可以考虑结构的线性及非线性行为，例如：大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹性及蠕变等。模态分析是计算线性结构的自振频率及振形。谱分析是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变。在机械结构动力学分析中，利用弹性力学有限元建立结构的动力学模

25、型，进而可以计算出结构的固有频率、振型等模态参数以及动力响应。 三、有限元软件介绍ABAQUS 1.ABAQUS软件基本功能介绍 ABAQUS等是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料库，可以模拟典型工程材料的性能。作为通用的模拟工具，ABAQUS除了能解决大量结构问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题。ABAQUS有两个主求解器模块- ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。ABAQUS还包含一个全面支持求解器的图形界面，即人

26、机交互前后处理模块- ABAQUS/CAE。ABAQUS对某些特殊问题还提供了专用模块加以解决。ABAQUS/Standard是各种线性和非线性工程模拟能够有效、精确、可靠地实现。ABAQUS/Explicit（显示积分）为模拟广泛的动力学问题和准静态问题提供精确、强大和高效的有限元求解技术。ABAQUS/CAE能够快速有效的创建、编辑、监控、诊断和后处理先进的ABAQUS分析，将建模、分析、工作管理以及结果显示于一个一致的、使用方便的环境中。2. ABAQUS软件分析过程 （1）.建模阶段: 建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型有限元模型，从而为有限元数

27、值计算提供必要的输入数据。有限元建模的中心任务是结构离散，即划分网格。但是还是要处理许多与之相关的工作：如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。    （2）.计算阶段: 计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。由于这一步运算量非常大，所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成    （3）.后处理阶段: 它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理，并按一定方式显示或打印出来，以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估，并作为相应的改进或

28、优化，这是惊醒结构有限元分析的目的所在。3.ABAQUS软件单元类型在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

29、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。3.1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。3.2 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）。但使用这种单元时要注意：（1）

30、不能用于接触分析；（2）对于弹塑性分析，如果材料不可压缩（例如金属材料），则容易产生体积自锁（volumetric locking）；（3）当单元发生扭曲或弯曲应力有梯度时，有可能出现某种程度的自锁。3.3 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；线性缩减积分单元：只在单元的中心有一个积分点，由于存在沙漏数值问题（hourglass）而过于柔软。采用线性缩减积分单元模拟承受弯曲载荷的结构时，沿厚度方向上至少应划分四个单元。优点：（1）对位移的求解计算结果较精确；（2）网格存在扭曲变形时（例如Quad 单元的角度远远大于或小于90º），分析精度不

31、会受到明显的影响；（3）在弯曲载荷下不易发生剪切自锁。缺点：（1）需要较细网格克服沙漏问题；（2）如果希望以应力集中部位的节点应力作为分析目标，则不能选用此单元。 因为线性缩减积分单元只在单元的中心有一个积分点，相当于常应力单元，在积分点上的应力结果实相对精确的，而在经过外插值和平均后得到的节点应力则不精确。3.4 二次减缩积分单元 不但保持线性减缩积分单元的上述优点，还具有如下特点：（1）即使不划分很细的网格也不会出现严重的沙漏问题；（2）即使在复杂应力状态下，对自锁问题也不敏感。使用这种单元要注意：（1）不能用于接触分析；（2）不能用于大应变问题；（3）存在与线性减缩积分单元类似的问题，由

32、于积分点少，得到的节点应力的精度往往低于二次完全积分单元。3.5非协调模式单元（imcompatible modes） 仅在ABAQUS/Standard 有，可克服线性完全积分单元中的剪切自锁问题。ABAQUS中的非协调模式单元和MSC.NASTRAN中的4节点四边形单元或8节点六面体单元很相似，所以在比较着两种有限元软件的计算结果时会发现，如果在ABAQUS中选择了非协调模式单元，得到的分析结果会和MSC.NASTRAN的结果一致。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。3.6 使用Tri 或Tet 单元要注意： 如果能用Quad 或Hex 单元，就尽量不要使

33、用Tri或Tet 单元；（1）线性Tri 或Tet 单元的精度很差，不要在模型中所关心的部位及其附近区域使用；（2）二次Tri 或Tet 单元的精度较高，而且能模拟任意的几何形状，但计算代价比Quad 或Hex 单元大。（3）二次Tet 单元(C3D10)适于ABAQUS/Standard 中的小位移无接触问题； 修正的二次Tet 单元(C3D10M)适于ABAQUS/Explicit 和ABAQUS/Standard 中的大变形和接触问题；（4）使用自有网格不易通过布置种子来控制实体内部的单元大小。3.7 杂交单元 在ABAQUS/Standard 中，每一种实体单元都有其对应的杂交单元，用

34、于不可压缩材料（泊松比为0.5，如橡胶）或近似不可压缩材料（泊松比大于0.475）。除了平面应力问题之外，不能用普通单元来模拟不可压缩材料的响应，因为此时单元中的应力士不确定的。ABAQUS/Explicit 中没有杂交单元。3.8混合使用不同类型的单元：3.8.1、当三维实体几何形状复杂时，无法再整个实体上使用structure结构化网格或sweep扫略网格划分技术得到Hex单元网格，一种常用的做法是： （1）对实体不重要的部分使用Free自由网格划分技术，生成Tet单元网格，而对于所关心的部分采用结构化网格或扫略网格划分技术，生成Hex单元网格。 （2）在生成这样的网格时，ABAQUS会给

35、出提示信息，提示将生成非协调的网格，在不同单元类型的交界处将自动创建Tie绑定约束。3.8.2、需要注意的是，在不同单元类型网格的交界处，即使单元角部节点是重合的，仍然有可能出现不连续的应力场，而且在交界处的应力可能大幅度的增大。 如果在同一实体中混合使用线性和二次单元，也会出现类似的问题。 因此在混合使用不同类型单元时，应确保其交界处远离所关心的区域，并仔细检查分析结果是否正确。4.ABAQUS优缺点（1）采用CAD方式建模和可视化视窗系统，具有良好的人机交互特性。 （2）强大的模型管理和载荷管理手段，为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。（3）鉴于接触问题在实际工程

36、中的普遍性，单独设置了连接(interaction)模块，可以精确地模拟实际工程中存在的多种接触问题。 （4）采用了参数化建模方法，为实际工程结构的参数设计与优化，结构修改提供了有力工具。  5.ABAQUS应用领域 橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料及土壤和岩石问题、热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析、压电解质分析、航空、汽车、船舶、土木、电子、材料成型加工、石化四、有限元软件介绍-LS-DYNA1.LS-DYNA基本功能介绍 LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各

37、种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。LS-DYNA是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（140多种材料动态模型）和接触非线性（50多种）程序。2分析过程前处理：有限元直接建模与实体建模；布尔运算功能，实现模型的细雕刻；模型的拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等操作；完整、丰富的网格划分工具，自由网格划分、影射网格划分、智能网格划分、自适应网格划分等。后处理：结果的彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、等值面、粒子流迹显示、立体切片、透明及半透明显示；变形显示及各种动画显示；图形的PS、TIFF及HPGL格式

38、输出及转换等。2. LS-DYNA分析过程 前处理：有限元直接建模与实体建模；布尔运算功能，实现模型的细雕刻；模型的拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等操作；完整、丰富的网格划分工具，自由网格划分、影射网格划分、智能网格划分、自适应网格划分等。 后处理：结果的彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、等值面、粒子流迹显示、立体切片、透明及半透明显示；变形显示及各种动画显示；图形的PS、TIFF及HPGL格式输出及转换等。3. LS-DYNA单元类型3.1. 概述 在ANSYS/LS-DYNA程序的显式动态分析中可以使用如下类型单元：    

39、60;   LINK160    杆单元 BEAM161   梁单元 SHELL163   薄壳单元 SOLID164   实体单元 COMBI165   弹簧阻尼单元 MASS166   质量单元 LINK167   仅位伸单元这些单元都是三维的，采用线性位移函数（低阶单元），每种单元都有多种算法可供用户选择。其高斯积分点数，缺省时实体单元是单点积分，薄壳单元是面内单点积分、沿壳厚多点积分。线性位移函数和单积分点的

40、显式单元能够很好地用于大变形和材料失效等非线性问题。近年来新版本LS-DYNA的单元也可以采用多点积分，供用户选择。3.2单元库 (1) SOLID164实体单元 它是8节点六面体单元，可以采用某些节点重复来退化成6节点楔形单元，5节点锥形单元。在受弯曲时退化单元比较僵硬，要尽量避免使用。实体单元算法有二种：A. KEYOPT(1)=1，缺省算法，采用单点积分和沙漏控制。它能节省机时并在大变形条件下增加可靠性。B.B. KEYOPT(1)=2，采用2X2X2多点高斯积分。它没有零能模式，不需要沙漏控制。对于某种材料，如泡沫材料，计算结果会好些。但计算机时将有显著增加。

41、60; (2) SHELL163薄壳单元 它是4节点四边形单元，或3节点三角形单元。有11种算法，用KEYOPT(1)值来定义不同算法。和实体单元一样，积分点数会显著影响机时耗费，对于一般课题建议采用面内单点积分。以下概述这十一种算法。 a. 4节点四边形薄壳单元（沿壳厚多积分点）   Belytschko-Tsay(KEYOPT(1)=2)缺省算法 采用面内单点积分，计算速度快，建议在大多数分析中使用，单元过度翘曲时不要使用。 Belytschko-Wong-Chiang(KEOPT(1)=10)

42、60;比Belytschko-Tsay算法慢1/4，采用面内单点积分，用于翘曲情况，一般可得到正确结果。 Belytschko-Leriathan(KEYOPT(1)=8) 采用面内单点积分，比Belytschko-Tsay算法慢2/5，自动含物理上的沙漏控制。 Hughes-Liu(KEYOPT(1)=1) 采用面内单点积分，比Belytschko-Tsay算法慢250%。 Fast(Co-Rotational) Hughes-Liu（改进型KEYOPT(1)=11） 采用面内单点积分，比Belytschko-Tsay算法

43、慢150%。 S/R Hughes-Liu(KEYOPT(1)=6) 采用面内X积分点，没有沙漏，比Belytschko-Tsay算法慢20倍，如果在分析中遇到沙漏麻烦的话，建议使用这种算法。   S/R co-rotational Hughes-Liu(KEYOPT(1)=7) 采用面内X积分点，没有沙漏，比Belytschko-Tsay算法慢8.8倍，如果在分析中遇到沙漏麻烦的话，建议使用这种算法。 b. 薄膜单元算法（沿壳厚单积分点） Belytschko-Tsay(K

44、EYOPT(1)=5)薄膜单元     采用单个积分点，计算速度快，建议在大多数薄膜分析中使用，可很好地用于纤维织品。 Fully integrated Belytschko-Tsay(KEYOPT(1)=9)薄膜单元 采用2X2积分点，无沙漏控制，比Belytschko-Tsay单积分点薄膜单元要显著地慢。 c. 3节点三角形薄壳单元（沿壳厚多积分点） C0三角形壳单元（KEYOPT(1)=4）     面内单点积分，根据M

45、indlin-Reissner薄板理论导出，相当僵硬，建议不要用它做整体网格剖分。 BCIZ三角形壳单元（KEYOPT(1)=3）     采用面内单点积分，根据Kirchhoff薄板理论导出，比C0三角形壳单元的计算速度慢。  退化的四边形单元在横向剪切时会发生锁死，应改用三角形壳单元。在同一种材料中，只要把单元分类标记（EDSHELL命令中ITRST值）置1，就可混合使用四边形单元和三角形单元（程序将三角形单元自动改为C0算法）。 所有壳单元算法，沿壳厚方向用户可任选2-5个高斯积分点，对于弹性材料沿

46、壳厚方向2个积分点已足够，但对于塑性材料，至少要3个或更多的积分点。 薄壳单元的输出应力，尽管后处理中采用顶面Top和底面Bottom术语，实际上它们是最外面积分点处的应力，而不是薄壳表面上的应力，因此，在分析计算结果时应特别注意。  (3) 梁单元和杆单元 a. BEAM161梁单元 采用单元端部二个节点定义，并以第3个节点对单元主轴面定向，它有二种算法： Hughes-Liu梁单元（KEYOPT(1)=1）缺省算法     它是一个很方便的退化单元，可以用梁单元中间跨度横截面上的一组积分点来模拟矩形或圆形横截面。用户还可以自定义一个横截面积分法则来模拟任意截面形状，梁单元与实体单元、梁单元一样，网格必须足够细分以保证计算精度。由于积分点位于单元跨度中间横截面上，计算时只在单元中心检验材料屈服，沿单元长度