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摘 要：本文利用ABAQUS对一受话器插脚采用不同的壳单元类型进行了有限元分析和比较，并用ANSYS软件的模拟结果进行检验。结果表明：完全积分线性单元S4是一个通用的有限薄膜应变壳单元，它适合于大多数问题的分析，它对单元变形不敏感，没有沙漏模式；减缩积分二次单元S8R5对于小应变薄膜弯曲问题的模拟能给出精确解。本文还详细讨论了在板壳数值模拟中壳单元的选取方法以及一次单元与二次单元过渡应采取的方法。
关键词：壳单元；ABAQUS；ANSYS
0 引言
针对当一维尺度远小于其它方向尺度的构件,为简化计算，可采用壳单元来进行有限元分析[1]。在ABAQUS中，壳单元分为三类：通用壳（如：S3/S3R、S4/S4R、SAX1、SAX2、SAX2T）、薄壳（如：STRI3、STRI35、STRI65、S4R5、S8R5、S9R5、SAXA）、厚壳（S8R、S8RT）；通常认为如果单一材料制造的各向同性壳体的厚度和跨度之比在1/20-1/10之间属于厚壳问题，如果比值小于1/30则属于薄壳问题。按壳的应变大小分，壳单元又可分为：有限应变单元和小应变壳单元。有限应变单元（S3/S3R, S4/S4R、SAX1, SAX2, SAX2T, SAXA1n和AXA2n）允许壳在厚度方向尺寸的改变，因此它适合于大应变分析的场合，也即它允许壳截面泊松比不为零（如果截面泊松比为零，则板壳厚度不变）。小应变壳单元（STRI3, S4R5, STRI65, S8R, S8RT, S8R5和S9R5）适合于小应变分析的场合，它允许有任意的旋转角度。
在有些场合对同一个问题选择不同的单元对数值摸拟的结果影响很大，通常通用壳单元对大多数情况能提供较精确的数值摸拟结果，它允许有剪切应变，当壳厚度增加的时候用厚壳理论，当厚度减少的时候离散为基尔霍夫薄壳单元；薄壳单元用于剪切变形很小或者可以忽略，而且基尔霍夫条件必须精确满足的情况；厚壳单元用于剪切变形很重要的情况，而且此时宜采用二次积分单元。
1 壳单元的一般选取 |
