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Shell181定义截面
壳用于薄面板或曲面的模型,壳分析应用的基本原则是每块面板的主尺寸不低于其厚度的10倍。
薄壳(Love/Kirchhoff)
假设最初垂直于壳的中面的横截面在加载过程中保持平直并垂直于中性轴,该假设不包括剪切变形。
中厚壳(Mindlin/Reissner)
假设最初垂直于壳的中面的横截面在加载过程中保持平直但不再保持垂直于中性轴,所以剪切应变在横截面内是常数。
壳单元的补充说明:
大多数 ANSYS 壳单元假设单元和结点位置描述单元的中面。对低阶单元,用 SHELL181的SECOFFSET (上,下或用户定义的偏移量)。对高阶单元,用SHELL91 和 99 (复合壳) 来模拟节点偏移到上下表面的壳。
对非线性分析,不同的壳单元在面内和面外有不同的积分点数。例如, 具有 URI 的SHELL181 在面内有1个积分点,在厚度方向上有5 个。特定单元的详细说明可参阅理论手册第14 章。注意SHELL181 在厚度上可以有用户定义的积分点。
SHELL181 属于 18x 系列单元,由于其丰富的特点,对非线性应用建议选择该单元。
单元技术
考虑横向剪切的中等‘厚’壳单元
URI (缺省) 或面内行为的不协调模式
对壳单元横截面定义使用截面概念
支持层定义(复合)
本构模型
和其它壳单元相比, SHELL181 支持大多数非线性本构模型,包括率无关塑性,粘塑性
/蠕变和超弹性
对复合单元,用户可将线性和/或非线性材料属性结合
SHELL181 使用“截面”定义
如果没有定义壳截面,仍然支持实常数的定义。然而壳截面功能更强大,更灵活,更易使用,因此是推荐的输入方法。
截面定义可以输入18x单元支持的任何类型的线性或非线性材料的层(复合)。
在截面上定义层的方向和厚度方向的积分点
结点可以定义为位于上下表面或用户定义的位置
通过 SECFUN 命令更易定义渐变壳单元(无需使用 RTHICK)
壳截面的基本原理和 BEAM188/189 的梁横截面定义一致
先定义 SHELL181 单元类型和所有用到的材料性能。然后激活壳截面 GUI :
Main Menu > Preprocessor > Sections > -Shell- Add/Edit …
本例中,定义一个复合截面的例子。截面 GUI > Layup 标签
输入壳截面名字(最多 8 个字符) 和独有的 ID 号。通过简易按钮添加或删除不同层。
方便地布置横截面定义
、材料ID 、取向和积分点数。
、上、下或用户定义的面
在“Controls”标签中指定其它参数。
壳截面 GUI > Section Controls 标签