談談我對marc板殼單元功能的理解
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最近一直在做板殼方面的東西，ansys，nastran，marc等都用過，并對它們的計算精度作了比較。
下面談談我個人見解：
marc的板殼功能最強大，而且單元種類也最多。從計算精度來看，marc也想的最周到，早期的板單元大多基于經典薄板理論，其能量泛函中要求位移為c1連續。在這幾個軟件中，對于薄板來說，ansys和nastran薄板單元最粗糙，也就是考慮得不周到，ansys薄板單元直接基于沒有經過修正的克希霍夫假設，忽略橫向剪切變形，結果的計算精度撓度偏小，頻率偏大。nastran采用的quard4等參元，可以用薄板也可以用厚板，是否考慮橫向剪切變形完全由用戶自己選擇。msc。marc做的就好多了，其板殼種類也包括的最全，線性板殼元有22，49，72，75，138，139，140等。還包括等參薄殼單元 4，8，24號單元，這三個單元都是基于koiter－sanders殼理論的，適合非線性問題。另外的薄殼單元有49，72，138，139，其中49號是3＋3節點的基于semi－loof的離散克希霍夫三角元，72是4＋4節點的基于semi－loof的離散克希霍夫四邊形單元，從精度上說，這兩個單元都比ansys和nastran同類單元的精度高，138，139號是直接基于離散克希霍夫理論的，既可以用于薄殼也可以用于復雜平板。138 和139也比ansys直接的克希霍夫shell63的精度高。然后再說說厚殼：marc厚殼單元有22，75，140等，22是8節點四邊形MINDLIN單元，采用減縮記分，以減小剪切自鎖。75號是4節點四邊形mindlin單元，含剪切變形。140號是4節點減縮積分的單元，但由於減縮積分，容易引起沙漏問題，這幾個厚板單元都是基于明德林理論的，前面的幾個薄板是基于克希霍夫直法線理論的，但都經過了修正，比如離散，semiloof協調等，而ansys卻是直接的應用克希霍夫直法線理論，沒有修正，這也是它精度不高的原因。
所以，如果從精度上說，用板殼單元算題首選是marc。這是個人的一點經驗。對nastran的quard4基于什么理論，是否有所改進，還在摸索。但從我計算上來看，它的精度也比不上marc，對nastran比較了解的大俠，可以發表一下高見，它計算板殼問題似乎比較粗糙，不知為什么，是因為它采用等參元的原因嗎？歡迎討論。學習有限元不僅僅局限于界面操作，對內核的理論和假設條件也要充分了解，特別是每種單元采用的理論和算法。這樣才能內外兼修，從深層次學習有限元！歡迎討論。
下面談談我個人見解：
marc的板殼功能最強大，而且單元種類也最多。從計算精度來看，marc也想的最周到，早期的板單元大多基于經典薄板理論，其能量泛函中要求位移為c1連續。在這幾個軟件中，對于薄板來說，ansys和nastran薄板單元最粗糙，也就是考慮得不周到，ansys薄板單元直接基于沒有經過修正的克希霍夫假設，忽略橫向剪切變形，結果的計算精度撓度偏小，頻率偏大。nastran采用的quard4等參元，可以用薄板也可以用厚板，是否考慮橫向剪切變形完全由用戶自己選擇。msc。marc做的就好多了，其板殼種類也包括的最全，線性板殼元有22，49，72，75，138，139，140等。還包括等參薄殼單元 4，8，24號單元，這三個單元都是基于koiter－sanders殼理論的，適合非線性問題。另外的薄殼單元有49，72，138，139，其中49號是3＋3節點的基于semi－loof的離散克希霍夫三角元，72是4＋4節點的基于semi－loof的離散克希霍夫四邊形單元，從精度上說，這兩個單元都比ansys和nastran同類單元的精度高，138，139號是直接基于離散克希霍夫理論的，既可以用于薄殼也可以用于復雜平板。138 和139也比ansys直接的克希霍夫shell63的精度高。然后再說說厚殼：marc厚殼單元有22，75，140等，22是8節點四邊形MINDLIN單元，采用減縮記分，以減小剪切自鎖。75號是4節點四邊形mindlin單元，含剪切變形。140號是4節點減縮積分的單元，但由於減縮積分，容易引起沙漏問題，這幾個厚板單元都是基于明德林理論的，前面的幾個薄板是基于克希霍夫直法線理論的，但都經過了修正，比如離散，semiloof協調等，而ansys卻是直接的應用克希霍夫直法線理論，沒有修正，這也是它精度不高的原因。
所以，如果從精度上說，用板殼單元算題首選是marc。這是個人的一點經驗。對nastran的quard4基于什么理論，是否有所改進，還在摸索。但從我計算上來看，它的精度也比不上marc，對nastran比較了解的大俠，可以發表一下高見，它計算板殼問題似乎比較粗糙，不知為什么，是因為它采用等參元的原因嗎？歡迎討論。學習有限元不僅僅局限于界面操作，對內核的理論和假設條件也要充分了解，特別是每種單元采用的理論和算法。這樣才能內外兼修，從深層次學習有限元！歡迎討論。
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