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ABAQUS三维无限元模型建立教程

本教程目的实现无限元单元的建立，从而用于无限元人工边界当中。

现以6m*6m*50m柱体为例，在其四周和底部建立一层无限单元。外层柱尺寸12m*12m*56m，仅划分一层单元，内部柱体网格划分为1m*1m*1m。建立完后的模型如下图所示。

图1外层无限元，有限元柱体和无限元-有限元模型

创建内部柱体和外部包裹柱体

在part模块中，建立Part-1和Part-2。先创建内部柱体part，在草图中建立一个6m*6m的方框。

图2草图中创建方形截面6*6

对截面进行拉伸，深度为50（图3）。同理，创建外部包裹柱体Part-2，截面尺寸为6*6，拉伸深度为56。

图3拉伸深度及创建的part1

对两个柱体进行装配并切割

在装配模块中，将两个part进行装配。装配后，由于两者位置不对，需要将内部柱体的顶面与外部柱体顶面平齐，所以进行平移实例操作。平移完成后，用外部part减去内部part，形成Part-3。

图4装配效果图及平移后切割

图5平移后两柱体位置，切割完成后模型

对包裹体切割，重新建立Part

为使后面能够顺利划分网格，需要对形成的Part-3进行切割，重新建立底部。先将part分割成四部分。可采用切割命令，使用三点切割体，如下图所示。

图6切割part示意图

切割完毕后，底部块已经被切碎，需要通过“创建切削放样”进行删除，并重新建立。创建切削放样时建立两个截面，第一个截面为内部截面，按住shift键选择四个边完成，如图7所示，第二个截面为模型最底部正方形。两个截面创建完成后按确定按钮，底部便被切削去掉（图8左）。此时，模型底部需要根据形状填补，采用“创建实体放样”生成补块，过程与切削放样基本相同，需要注意创建时要勾选“保留内部边界”，否则后续网格不能划分（图8右）。

图6切割完模型，对模型底部进行切削放样

图7切削放样时选择的内外两个截面

图8切削完毕后模型，创建实体放样

对无限元和有限元两部分进行装配，网格划分

在装配模块中，对Part-1和Part-3进行装配，装配完毕后进行合并，如图9。

图9装配，合并实体

在网格模块中，对模型进行网格划分。对各个边进行种子数设置，内部体每个边设置6份，外部包裹体正方形外边设置6份，斜边设置一份，沿高度方向划分50份。为了便于区分无限元和有限元，两者选用不同的单元类型，如无限元采用C3D8单元，有限元采用C3D8R。

图10模型进行布种，设置单元类型

对无限元设置扫掠网格划分模式并指定扫掠方向

外部单元需要通过扫掠方式进行划分，为使无限元成功建立，必须指定扫掠方向从内向外，且每个外部块都需要进行指定扫掠方向，如图11所示。设置完成后，外部包裹的颜色应该变为了黄色，此时进行网格划分（图12）。

图11对无限元设置扫掠网格划分模式并指定扫掠方向

图12扫掠方向设置完毕后模型及有限元网格

将外层单元类型改成无限元

通过更改inp文件中外部单元类型为无限单元，实现无限元-有限元模型的结合。创建一个job，并写入输入文件，打开生成的inp文件（一般在工作目录），查找C3D8（上文中设置为C3D8），将其改为CIN3D8（根据实际需要更改无限元单元类型）并保存inp文件。在ABAQUS中，通过导入模型方式导入更改过的inp文件，模型创建完成。

图13创建Job后写入输入文件

图14在inp文件中将外层单元类型改为无限单元类型

图15最终生成的无限元-有限元模型

文档使用说明

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ABAQUS三维无限元模型建立教程使用说明

一、教程概述

本教程旨在指导用户如何在ABAQUS中创建并配置一个包含三维无限元模型的有限元分析场景。通过具体步骤，我们将建立一个6m6m50m的内部柱体，并在其四周和底部应用一层无限元，以模拟无限边界条件。此模型适用于需要处理无限域或远场效应的工程问题，如地质结构分析、声学模拟等。

二、模型创建与装配

建立基础部件

在ABAQUS的Part模块中，首先创建内部柱体（Part-1），通过在草图中绘制一个6m*6m的方形截面，并拉伸至50m的深度来完成。

接着，创建外部包裹柱体（Part-2），其截面同样为6m*6m，但拉伸深度为56m，以确保能够完全覆盖内部柱体并在底部和四周提供足够的无限元层。

装配与切割

在装配模块中，将Part-1和Part-2进行装配。由于两者默认位置可能不匹配，需要通过平移操作使内部柱体的顶面与外部柱体的顶面平齐。

使用布尔操作（如“减去”）从外部柱体中去除内部柱体部分，生成Part-3。这一步骤创建了一个具有空心结构的外部包裹体，用于后续的无限元定义。

切割与重建底部

为便于网格划分，