3.4.2　单元选择

3.4.2　单元选择

单元的类型不仅影响计算效率还影响计算精度，因此有必要对其进行探讨。本章涉及的有限元模型中使用壳单元对板料进行离散，除板料之外的部件采用实体单元或刚体单元进行离散。

壳单元建模包含4个方面：①选择合适的壳单元类型；②定义壳单元的初始几何尺寸；③确定在定义壳单元截面属性时是否需要数值积分；④定义壳单元的截面属性。ABAQUS提供了丰富的壳单元类型，主要包括通用壳单元、薄壳单元和厚壳单元三大类，用户可以根据自己的实际需要进行选择。本章使用四节点双曲率减缩积分壳单元S4R对板料进行离散，厚度方向设置5个Simpson积分点并采用软件默认的沙漏控制设置，离散后的板料如图3.1所示。

ABAQUS/Explicit提供了丰富的实体单元库，包括一阶线性插值单元和二阶插值单元。四面体、三角柱和六面体一阶单元被用来创建三维模型。本章使用四节点线性四面体三维应力单元C3D4对夹料体、球头连杆和夹料块进行离散，并在接触模块将其转化成刚体，如图3.2所示；使用四节点三维双线性四面体离散刚体单元R3D4对成形模具进行离散，如图3.3所示；使用八节点线性六面体减缩积分单元C3D8R对聚氨酯板进行离散，如图3.4所示。

图3.1　板料的有限元离散模型

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图3.2　夹料体、夹料块和球头连杆的有限元离散模型

图3.3　多点模具有限元离散模型

图3.4　聚氨酯板有限元离散模型

在对以上部件进行网格划分时，在面面接触部位采用沿特征边布种方式对部件进行离散，同时应尽量细化接触区域网格以保证模型的求解精度；板料采用矩形网格进行离散，尺寸约为5mm×5mm。