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03.体单元的积分方式

14天前浏览20

一、体单元简介


实体单元


    对于一些各个方向尺寸相近的几何体,建议使用体单元网格划分,实体单元采用完全的三维应力计算更新,而壳单元是平面应力单元。


二、体单元定义

关键字:*ELEMENT_SOLID,定义参数如下:

    ①单元的ID号;

    ②PART的ID号,指定该单元的PART归属;

    ③单元公式的指定通过*SECTION_SOLID关键字。


*SECTION_SOLID的定义:

ID:单元ID号;

Card image:卡片类型,壳单元为SecSld;

ELFORM:单元的积分方式;


三、体单元的积分方式

    实体单元的积分方式通过选择*SECTION_SOLID中的ELFORM选项进行定义,积分类型如下。


ELFORM=1:Constant stress solid element 常应力单元-默认类型

☆ 最有效和最稳定的8节点体单元;

☆ 中心单点积分,需要沙漏控制;

☆ 对于弯曲载荷,厚度方向至少划分2个单元(因为是常应力单元,表示拉压应力状态至少2个单元);

☆ 推荐使用但仅限于六面体单元;

☆ 如果四面体与六面体混合在一个component中,则设置*CONTROL_SOLID中的ESORT=1;


ELFORM=2:8 point hexahedron 全积分S/R体单元

☆ 2*2*2积分方式,没有沙漏模式;

采用选择性缩减积分,是常压力单元,没有体积锁死;

对于大变形不稳定;

☆ 单元长宽比较差时,容易导致剪切锁定;


ELFORM=3:Fully integrated quadratic 8 node element with nodal rotations 积分带有节点转动的二次方体单元

☆ 8节点,14个积分点单元;

☆ 每个点有6个自由度;

☆ 对于线弹性问题结果非常精确;

☆ 开销很大,不建议使用;


ELFORM=4:S/R quadratic tetrahedron element with nodal rotations  缩减积分带有节点转动的四面体单元

☆ 5个积分点;

☆ 每个节点有6个自由度;

☆ 无沙漏;

☆ 四面体通常比六面体更刚硬,通常需要更密的网格来弱化;

☆ 是四面体公式的首选;


ELFORM=5:1 point ALE 1个积分点的ALE公式(网格平滑)


ELFORM=6:1 point Eulerian 1节点Eulerian公式


ELFORM=7:1 point Eulerian ambient 1节点Eulerian环境单元公式


ELFORM=8:Acoustic 声学单元


ELFORM=10:1 point tetrahedron 单积分点四面体公式

☆ 比公式4计算速度快,但结果相对不准确;

☆ 使用于公式1的退化单元;


ELFORM=13:1 point nodal pressure tetrahedron 用于体积成型的节点压力四面体公式


ELFORM=14:8 point acoustic 8积分点声学单元


ELFORM=15:2 point pentahedron element 2个积分点的五面体单元


四、体单元使用推荐方式

(1)尽可能使用六面体单元(规则的体单元)

☆ ELFORM=1,加上IHQ=6或者ELFORM= 2、3

☆ 对于扁平的体使用ELFORM=-1或-2;


(2)如果难以划分成六面体单元,则可以划分成四面体单元,ELFORM=4、13、16、17

☆ ELFORM=16/17是精度最高的四面体单元类型,但不适合大应变;

☆ ELFORM=13需要细化的网格,对于大应变非常适合;


(3)四面体类型4、13、16、17适用于金属或塑料(中度应变)。


(4)四面体类型13适用于橡胶材料(不可压缩,大应变)。


(5)五面体类型15、17仅用于单元过渡。


始终设置*CONTROL_SOLID的参数ESORT=1

     *CONTROL_SOLID为全局控制实体单元的关键字,设置参数ESORT=1,使得当模型中同一零件同时存在六面体、五面体和四面体单元时,而这个零件的单元公式为六面体单元公式时,使四面体单元的公式自动转化为ELFORM =10,五面体单元的公式自动转化为ELFORM=15,增加了计算的稳定性。否则,该零件的四面体单元和五面体单元会极其的刚硬而且不稳定。



           

           
END
           



来源:CAE碰撞仿真指导
声学材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-06-25
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