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為解決這一問(wèn)題，通常將三維幾何模型簡(jiǎn)化為殼模型（Shell Model）。殼單元僅需在二維平面上劃分網(wǎng)格，并通過(guò)定義厚度參數(shù)還原結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，既能大幅減少單元數(shù)量（通常可縮減至實(shí)體模型的10%~30%），又能有效保留結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪性能。幾何簡(jiǎn)化可通過(guò)專(zhuān)業(yè)前處理軟件（如ANSYS SpaceClaim或DesignModeler）完成，也可用其他三維CAD軟件處理。

2.2 幾何簡(jiǎn)化（抽殼） 防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡(jiǎn)化，以減少計(jì)算量。 操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點(diǎn)擊目標(biāo)面，設(shè)置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實(shí)體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結(jié)構(gòu)。 幾何檢查：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。

對(duì)于ShellThickness如果勾選了ShellThickness，會(huì)覆蓋原壁厚。

4.3 殼單元結(jié)果評(píng)估與解釋 應(yīng)力結(jié)果位置：殼單元的應(yīng)力結(jié)果通常在殼的頂面、中面和底面的積分點(diǎn)處計(jì)算，然后外推到節(jié)點(diǎn)。在解釋結(jié)果時(shí)，應(yīng)注意結(jié)果是來(lái)自積分點(diǎn)還是節(jié)點(diǎn)，積分點(diǎn)結(jié)果通常更準(zhǔn)確，但節(jié)點(diǎn)結(jié)果更便于顯示和比較。 層間應(yīng)力評(píng)估：對(duì)于復(fù)合材料層合殼，層間應(yīng)力（特別是層間剪切應(yīng)力）是評(píng)估結(jié)構(gòu)性能的重要指標(biāo)。常規(guī)殼單元由于忽略了厚度方向的剪切變形，可能無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)層間應(yīng)力。

2.后處理殼單元的后處理輸出首先需要打開(kāi)渲染殼厚度，同時(shí)選擇場(chǎng)輸出中的截面點(diǎn)。如下圖。 2.1 厚度的兩個(gè)方向結(jié)果查看以上操作默認(rèn)看的是混凝土的變量。若是僅看一個(gè)方向，在激活的位置中可以選擇底和頂。具體哪個(gè)是底哪個(gè)是頂，可以結(jié)合局部坐標(biāo)系的法向查看。

，一般采用殼單元，在LS-DYNA中常用的殼單元類(lèi)型為2號(hào)和16號(hào)；1.單元類(lèi)型的選擇；通常默認(rèn)拉深計(jì)算時(shí)采用2號(hào)，回彈計(jì)算時(shí)采用16號(hào)，優(yōu)缺點(diǎn)如下：2號(hào)單元 - Belytschko-Tsay殼單元</p><p>? 基本特性</p><p>o 可能存在剪切自鎖（Shear Locking）問(wèn)題，尤其在彎曲變形中。

這個(gè)方法主要運(yùn)用于顯示分析，如果是隱式分析，那此項(xiàng)無(wú)效。默 認(rèn)為0。 【OTASCL】為旋轉(zhuǎn)單元質(zhì)量定義一個(gè)縮放系數(shù)。（不太常用）。 【INTGRD】通過(guò)厚度數(shù)值積分法則的默認(rèn)殼單元。當(dāng)積分點(diǎn)為1 到2 個(gè)的時(shí)候 使用Gauss積分，當(dāng)積分點(diǎn)從3 個(gè)到10 的時(shí)候使用Lobatto積分，積 分點(diǎn)為2個(gè)時(shí)，Lobatto 法則非常不準(zhǔn)，須用Gauss積分。

隨后介紹LS-TaSC 2023R1最新發(fā)布的功能，包括: 基于殼單元厚度的結(jié)構(gòu)模態(tài)設(shè)計(jì)優(yōu)化； 基于殼單元厚度的結(jié)構(gòu)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化； 支持用戶采用其它有限元軟件的分析結(jié)果和靈敏度數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算； 針對(duì)一體鑄造結(jié)構(gòu)部件的最小和最大尺寸控制約束； LS-TaSC在汽車(chē)結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)優(yōu)化方面的應(yīng)用案例

，包括在LS-PrePost中生成網(wǎng)格，設(shè)置材料屬性，接觸，初始速度，以及后處理生成圖片和動(dòng)畫(huà)模型說(shuō)明：半徑為15mm的鋼球以25m/s的速度撞擊0.1mm厚度鋁板完整展示：基于LS-DYNA模擬小球跌?落沖擊??私信回復(fù) “小球跌落” 即可獲取模型！

設(shè)置完成點(diǎn)擊確認(rèn)以后，會(huì)彈出一個(gè)窗口，顯示將要延伸的邊，如有需要可以修改。圖 6 面延伸設(shè)置5.使用“加工~殼~放樣”工具生成變厚度部分的中面，依次選擇變厚度部分兩邊的邊線即可。生成過(guò)渡部分的方法很多，大家可以根據(jù)需要靈活采用。具體設(shè)置如圖 7 。預(yù)覽無(wú)誤后點(diǎn)擊確認(rèn)即可。完成后可以在裝配中查看最終效果，最終效果如圖 8 所示。

圖 9 3D打印陶殼模鑄模厚度變化與固相率的關(guān)系圖結(jié)論本文整合具無(wú)形狀限制優(yōu)勢(shì)的3D打印陶殼模、鑄造模擬分析及鑄造方案設(shè)計(jì)技術(shù)，分析3D打印陶殼模鑄模不均厚設(shè)計(jì)對(duì)其鑄件缺陷位置及凝固行為的影響，研究結(jié)果顯示金屬液凝固行為隨著殼模厚薄比增厚而改變，鑄件固液相轉(zhuǎn)換時(shí)間增加足以讓澆冒口發(fā)揮補(bǔ)縮效果、有利于方向性凝固的planar狀態(tài)隨厚薄比設(shè)計(jì)而優(yōu)化及凝固完全前主要固液界面位置對(duì)應(yīng)的殼模厚度及鑄造方案的設(shè)計(jì)

FEA在厚度方向使用4個(gè)element，IGA在厚度方向使用一個(gè)element。可以看到FEA與IGA計(jì)算出的最大變形區(qū)域非常接近，計(jì)算結(jié)果是可以接受的。 前后處理 目前LS-DYNA是唯一可以進(jìn)行IGA計(jì)算的商業(yè)軟件。

時(shí)間步長(zhǎng)是除了單元平衡方程之外，顯示動(dòng)力學(xué)計(jì)算的最基礎(chǔ)最重要理論公式 在LS-DYNA中關(guān)鍵字*CONTROL_TIMESTEP用于控制求解時(shí)間步長(zhǎng)，時(shí)間步長(zhǎng)為每一步有限元積分的長(zhǎng)度。計(jì)算所需時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)，要檢查所有的單元。

我們創(chuàng)建以下三個(gè)不同的材料層，并設(shè)置厚度。外層鋪層：厚度0.2mm（編織材料）。 內(nèi)部鋪層：厚度0.2mm（UD材料）。 內(nèi)層鋪層：厚度0.175mm（UD材料）。 鋪層方向與坐標(biāo)系，創(chuàng)建單元集并進(jìn)行坐標(biāo)系設(shè)置。對(duì)于不同的部件，使用全局坐標(biāo)系進(jìn)行設(shè)置，并檢查不同方向的顯示效果。

section，厚度T1鍵入0.01回車(chē)，軟件自動(dòng)生成相同的T2~T4，點(diǎn)擊Accept，右側(cè)列表顯示生成的section，點(diǎn)擊Done關(guān)閉Keyword Input Form。