abaqus單元類型

1.單元表征 單元族:單元名字里開始的字母標志著這種單元屬于哪一個單元族。 殼單元(S); 實體單元(C); 梁單元(B); 桁架單元(T); 剛體單元(R)。 2.殼單元(S) 殼單元:可以模擬有一維尺寸(厚度)遠小于另外兩維尺寸,且垂直于厚度方向的應力可以忽略的結構。 一般殼單元:S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。對于薄殼和厚殼問題的應用均有效,且考慮了有限薄膜應變; 薄殼單元:STRI3,STRI35,STRI65,S4R5,S8R5,S9R5,SAXA。強化了基爾霍夫條件,即:垂直于殼中截面的平面保持垂直于中截面; 厚殼單元:S8R,S8RT。二階四邊形單元,在小應變和載荷使計算結果沿殼的跨度方向上平緩變化的情況下,比普通單元產生的結果更精確; 對于給定的應用,判斷是屬于薄殼還是厚殼問題,一般:如果單一材料制造的各向同性殼體的厚度和跨度之比在1/20-1/10之間,認為是厚殼問題;如果比值小于1/30,則認為是薄殼問題;若介于1/30-1/20之間,則不能明確劃分。由于橫向剪切柔度在復合材料層合殼結構中作用顯著,故比值(厚跨比)將遠小于“薄”殼理論中采用的比值。具有高柔韌中間層的復合材料(“三明治”復合材料)有很低的橫向剪切剛度并且幾乎總是被用來模擬“厚”殼; 橫向剪切力和剪切應變存在于普通殼單元和厚殼單元中。對于三維單元,提供了可估計的橫向剪切應力。計算這些應力時忽略了彎曲和扭轉變形的耦合作用,并假定材料性質和彎曲力矩的空間梯度很?。?殼單元可以使用每個單元的局部材料方向,各項異型材料的數據,如纖維增強復合材料,以及單元輸出變量,如應力和應變,都按局部材料方向而定義。在大位移分析中,殼單元上的局部材料軸隨著材料各積分點上的平均運動而轉動; 線性、有限薄膜應變、四邊形殼單元(S4R)是較完備的而且適合于普通范圍的應用; 線性、有限薄膜應變、三角形殼單元(S3R)可作為通用的殼單元來應用。由于在單元內部近似為應變場,精細的網格劃分可用于求解彎曲變形和高應變梯度; 考慮到在復合材料層合殼模型中剪切柔度的影響,將采用“厚”殼單元(S4R,S3R,S8R) 四邊形或三角形的二次殼單元,用于一般的小變形薄殼是很有效的。它們對剪力自鎖和薄膜鎖死是不敏感的; 在接觸模擬中不用選用二階三角形殼單元(STRI65),要采用9節點的四邊形殼單元(S9R5); 對于僅經歷幾何線性行為的非常大的模型,線性、薄殼單元(S4R5)一般將比通用殼單元花費更少; 小結: 殼單元的橫截面特性可以由沿厚度方向的數值積分確定(*SHELL SECTION),或在分析開始時應用計算的橫截面剛度(*SHELL GENERAL SECTION); *SHELL GENERAL SECTION是非常有效的,但僅用于線性材料,*SHELL SECTION可用于線性和非線性材料; 數值積分在沿殼厚度方向的一系列積分點上進行。這些積分點就是單元變量可以被輸出的位置。最外層的積分點位于殼單元的表面。 殼單元法線方向決定了單元的正和負表面,為了正確地定義接觸和解釋輸出數據,必須知道其對應的是哪個面。殼法線還定義了施加在單元上正壓力載荷的方向,并可以在ABAQUS/Post中畫出; 殼單元利用材料方向局部化到每個單元。在大位移分析中,局部材料軸隨單元而轉動。*ORIENTATION被用來定義非默認的局部坐標系統。單元的變量,如應力和應變,在局部方向輸出; *TRANSFORM定義節點的局部坐標系,集中載荷和邊界條件被應用在局部坐標系中。所用節點的輸出,如位移,也默認為基于局部的坐標系; 矢量圖可以使模擬結果可視化,特別是用來觀察結構的運動和載荷路徑。
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