Abaqus网格划分怎么控制 Abaqus网格畸变严重怎么修正

Abaqus网格划分的控制方法，以及网格畸变严重时的修正思路，是有限元建模当中，很容易影响到计算结果的一个环节。网格并不是越密就越好，也不是软件自动划分完，就可以直接提交去计算了。网格的尺寸、单元的类型、过渡的方式、局部的加密，还有几何的质量，这几样东西，都会影响到收敛的情况、应力集中的表现，还有计算的效率。在Abaqus/CAE里面，是可以通过种子、网格控制，还有单元类型这些方式，去控制网格生成的，边、面、体这些区域，也都可以作为划分时候的控制对象。

一、Abaqus网格划分怎么控制

在用Abaqus划分网格之前，需要先弄清楚，模型所要关注的计算结果，到底是什么。如果只是去看整体的位移，那么网格是可以划分得相对粗一些的；可要是去看孔边、圆角、接触的区域、焊缝，还有裂纹尖端附近的应力，那么局部的网格，就需要划分得更细一些。网格控制的目的，就是要在那些关键的区域里面，去保证计算的精度，而在那些非关键的区域里面，去控制好计算的规模。

1、先把网格的尺寸确定下来

网格的尺寸，是需要结合结构的尺寸、载荷所在的位置，还有结果所要关注的区域，一起去定的。在整体的区域上面，可以使用比较大的尺寸；而在孔洞、倒角、接触面、载荷集中的这些地方，就需要适当地去进行加密。不要给整个模型，都一刀切地划成同样的大小，不然的话，不是关键区域的网格不够细，就是整体的单元数量会变得太多。

2、把局部的种子设置好

在Seed Edge或者相关的种子设置里面，是可以给边、面，或者实例，去指定单元的尺寸的。局部的种子，比较适合用来控制那些细节的区域，比如孔的周围一圈、薄壁连接的地方、接触的边界、还有应力梯度比较大的位置。Abaqus/CAE支持给边、面，还有单元的区域，去设置种子，实际建模的时候，可以先使用全局的种子，然后再对那些关键的边，单独去进行加密。

3、选择合适类型的单元

实体的结构，比较常见的是六面体、四面体，还有楔形单元；壳的结构，则需要根据厚度和受力的情况，去选择壳单元。对于形状比较规则的几何体，可以优先去考虑结构化的网格，和六面体单元；形状比较复杂的几何体，则可以使用四面体去进行过渡，但是这个时候，就需要去注意单元的质量。单元的类型，要是选错了，那么网格看起来虽然是完整的，计算出来的结果，却也有可能是不稳定的。

二、Abaqus网格畸变严重怎么修正

网格的畸变情况比较严重的时候，不能只是反复地去点击重新划分。需要先去判断一下，这个畸变，它到底是来自于几何本身的问题，还是网格尺寸的问题，又或者是单元类型和划分的方法，不够合适。有很多畸变的问题，从本质上来看，其实就是几何模型太碎了、过渡的地方太急了，或者是一些局部的特征，尺寸太小了。

1、先把几何的细节清理干净

那些很小的倒角、很小的孔、很碎的面、很短的边，还有一些不必要的缝隙，这些东西，都有可能会让网格生成出很多细长的单元来。如果这些细节，对于分析的结果，影响是非常小的，那么就可以在建模的阶段，适当地去把它们给简化掉。几何模型越是干净，网格也就越容易稳定下来。

2、检查一下网格的质量

通过Verify Mesh这个功能，去查看单元的形态、长宽比、扭曲的程度，还有雅可比这些质量的指标。如果发生畸变的单元，都集中在某一个边角，或者是过渡的区域，那就优先去修改这个地方；可要是畸变的情况，在整个模型上面，都大量地出现，那就需要重新去考虑整体的网格策略了。操作的时候，不能只是去看软件有没有报错，还要去看一看，那些质量偏低的单元，是不是正好就位于高应力的区域里面。

3、把分区和过渡调整一下

对于结构比较复杂的模型，可以先去做一下Partition，把那些大的面、大的体，切成更加规则的小块区域。这样做，就更加容易去生成结构化，或者扫掠形式的网格。在做局部加密的时候，需要去注意一下过渡的方式，不能从非常小的单元，一下子就跳到了非常大的单元，不然的话，就很容易出现那种瘦长的单元，和发生畸变的单元。

三、Abaqus网格划分怎么减少返工

网格的划分这件事，最好是能够和分析的目标，放在一起去考虑，而不是等到计算已经失败了以后，再回过头来去修改。特别是接触、非线性材料、大变形这一类的问题，它们对于网格的质量，是更加敏感的，在前期多做一点检查，就能够减少后面反复报错的情况。

1、先用比较粗的网格去做一次试算

可以先使用比较粗的网格，去把整个模型跑上一遍，确认一下边界条件、载荷、材料，还有接触的设置，都没有什么明显的错误。等到模型能够正常收敛了以后，再去对那些比较关键的区域，进行加密。这样做，比起一开始就使用非常密的网格，要更加节省时间一些。

2、做一下网格无关性的检查

对于比较关键的计算结果，不能只是看某一次网格划分出来的值。可以一步一步地把关键区域的网格进行加密，然后再去比较一下最大的应力、位移、反力，或者是接触压力的变化情况。如果网格加密了以后，结果的变化，已经非常小了，那就说明当前的网格，基本上是够用的了；可要是结果还在持续地、大幅度地发生变化，那就说明网格的策略，还需要再进行调整。

3、把网格设置的记录保留下来

网格的尺寸、局部的种子、单元的类型、分区的方式，还有质量检查的结果，这几样信息，都需要把它们给记录下来。等到后面去修改模型、复核报告，或者交付项目的时候，就可以说明清楚，当时为什么要这样去划分网格，而不至于只能拿得出一张最终的网格截图。

总结

Abaqus的网格划分应当怎样去控制，以及网格畸变严重的时候又该怎样去修正，这两件事的关键，是先要按照分析的目标，去确定好网格的策略，然后再通过全局的尺寸、局部的种子、单元的类型，还有几何上的分区，去控制好网格的质量。当畸变情况比较严重的时候，不要去简单地重新划分，而是需要去检查几何的细节、网格的质量，还有过渡的关系。到了最后，还要通过粗算、局部加密，还有网格无关性的检查，去验证结果的稳定性，这样做，得到的结果才会更加可靠。