摘要：在LS-DYNA分析中經(jīng)常會使用實(shí)體單元與殼體單元以滿足不同部位的分析要求，這就存在殼與實(shí)體單元連接時自由度不匹配的問題。本文詳述三種不同的連接方法案例。如果不需要傳遞轉(zhuǎn)動可以使用合并節(jié)點(diǎn)法和約束法，合并節(jié)點(diǎn)法要求節(jié)點(diǎn)重合，計(jì)算效率最高，約束法不要求節(jié)點(diǎn)重合。接觸法可以傳遞轉(zhuǎn)動，接觸法使用最為靈活，消耗的計(jì)算資源較多。 殼體單元的每個節(jié)點(diǎn)只有３個沿著x、y和z方向的平動自由度UX、UY、UZ；在實(shí)體單元中，每個節(jié)點(diǎn)具有六個自由度：沿x、y 和z方向的平動自由度UZ、UY、UZ以及繞X、Y和Z軸的轉(zhuǎn)動自由度TOTX、TOTY、ROTZ。當(dāng)實(shí)體單元和殼單元連接在一起共同工作時，即存在自由度不協(xié)調(diào)問題。 案例部分分為四步，第一步建立沒有連接的模型，后三步都是在第一步模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行連接。具體操作視頻請?jiān)?em>技術(shù)鄰搜索“李安民”，關(guān)注我，收看視頻。 1.1 模型建立 1.1.1 幾何模型 Geometry->Solid->Box，在Creat Box對話框或者圖形視口（Graphics Viewport）輸入實(shí)體單元尺寸，如果所示，點(diǎn)擊Apply關(guān)閉完成長方體。 Geometry->Surface->Plane，在Create Plane輸入如下圖所示的參數(shù)，點(diǎn)擊Appley生成平面。 1.1.2 網(wǎng)格劃分 FEM->Element and Mesh->Solid Mesher對實(shí)體網(wǎng)格劃分，填入Elem Size為0.5，點(diǎn)擊Try Meshing Automatically，若不滿意可以點(diǎn)擊Reject拒絕，再從新調(diào)整尺寸等參數(shù)，確認(rèn)無誤，點(diǎn)擊Accept。

殼單元是工程實(shí)際應(yīng)用中一種重要的單元形式,能夠解決非常多的實(shí)際問題!比如壓力容器,橋梁分析,鋼結(jié)構(gòu)分析,復(fù)合材料,汽車,船舶等等! 然而在多年的有限元工程應(yīng)用中,有一個問題一直都困擾著我,問題描述如下:有一大類薄板結(jié)構(gòu),其截面是不規(guī)則的,如果按照均勻薄板結(jié)構(gòu)來算顯然會有較大出入;若按照梁殼結(jié)合,工作量將是非常大,且未必能夠很好的解決! 某突發(fā)奇想,如果有限元中能象解決梁截面一樣,在分析中也可以自定義殼截面那改有多好啊! 這個問題我在仿真互動論壇中也發(fā)過貼子,在這里希望繼續(xù)和大家探討,多交流,看是否還有什么更好的解決辦法!

基于ANSYS的實(shí)體單元扭矩施加方法總結(jié) 1、 引言 在實(shí)際工程問題中，扭矩?zé)o處不在。如攻絲的絲錐、車床的光桿、攪拌軸、汽車傳動軸等等，均為受扭構(gòu)件，承受扭矩作用。為了更好的分析上述構(gòu)件在扭（轉(zhuǎn)）矩作用下的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等物理量，現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)制造分析方法引入有限元來模擬結(jié)構(gòu)在外載荷作用下的響應(yīng)問題。對于很多工程模型，必須考慮結(jié)構(gòu)的一些幾何特征，如軸的鍵槽、絲錐的螺紋面等。因此，實(shí)體模型上扭矩的施加就成為一個非常關(guān)鍵的問題。這包括扭矩施加的形式、位置，不同方式施加的扭矩會導(dǎo)致整體剛度矩陣的不同，最終會導(dǎo)致應(yīng)力奇異，影響結(jié)果的評定。ANSYS作為全球最通用的大型有限元分析軟件之一，其強(qiáng)大的分析功能已為國內(nèi)外一致認(rèn)同，現(xiàn)已成為許多領(lǐng)域結(jié)果評定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。由于ANSYS中不能直接對實(shí)體單元施加力矩，傳統(tǒng)方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；改進(jìn)的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實(shí)現(xiàn)扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導(dǎo)致影響整體剛度矩陣的問題，有學(xué)者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。 本文旨在綜合關(guān)于扭矩施加的各種方法，并對這些方法進(jìn)行分析比較，從而找到關(guān)于實(shí)體單元扭矩施加有效、合理的方法，為結(jié)構(gòu)有限元分析提供有益的參考。 2、 ANSYS中扭矩的施加 2.1 工程實(shí)例 現(xiàn)以長為0.2m直徑為100mm的實(shí)心鋼管為例說明扭矩的施加。鋼管材料視為線彈性，其彈性模量及泊松比分別為：E=2e11Pa，μ=0.3。 鋼管一端固定，另一端受1000N.m扭矩作用。