在高压痕深度下元件变形过大

亲爱的每个人,

我是Abaqus的新手，我在过去的3个月里一直在努力解决我在建模上面临的这个问题……

基本上，我试图在生物组织上模拟一个压痕实验，用玻璃毛细管作为压痕的工具。然而，与组织的实际尺寸相比，毛细血管的尖端非常小，即毛细血管尖端的直径为~0.7cm，压痕下的组织直径为~50cm，组织的长度(现在将组织建模为圆柱体)为~500cm。实际实验表明，在NO渗透的情况下，压痕很容易达到16cm。然而，在过去的几个月里，构建一个模型来模拟这种缩进一直是一个令人头疼的问题。以下是我到目前为止尝试过的方法:

1.我使用3cm的全局种子大小，并选择Tet linear (C3D4)来网格化圆柱体。并建立接近真实实验的几何结构，在压痕下的组织上有两堵墙。实验几何图请参考附件目前，这种组织的材料特性是“均匀、各向同性”，杨氏模量为0.8MPa，泊松比为0.48(模拟橡胶)。模拟可以达到16cm的压痕。然而，从“LD”和“LD1”图片中可以看出，变形是非常局部的，压痕下的元素有过度的扭曲。

2.我已经尝试了Abaqus 6.12提供的所有其他网格方案，包括十六进制(线性和四边形)，Tet(四边形)，楔形(四边形)。这些方案在长时间运行后都会导致解决方案失败。然而，理论表明，Hex (Quad)和Tet (Quad)是模拟和估计应力的最佳方案。

3.我还尝试分配局部种子大小(在划分圆柱体之后)，以便靠近压痕区域的网格密度非常高。请参考“小网格”和“小网格1”的结果。这些方法通常需要很长时间才能运行，并且总是在初始时间增量期间失败，即在较小的缩进深度时失败。

通过我尝试的方法，我的问题是:

1.为什么只有Tet线性网格方案可以模拟实验，而不是十六进制/四边形，因为我认为十六进制/四边形通常可以做得更好?

2.为什么看起来3cm的元素大小是唯一的选择，增加和减少全局种子大小可能会使解决方案失败，并且在圆柱体的不同部分分配不同的种子大小也可能使解决方案失败?

3.是否有更好的建模方法，使变形更加全局，而不是当前在缩进下的元素上过度的局部变形?

我想借此机会提前感谢大家的帮助!非常感激!

谢谢,

戴夫