abaqus 壳单元
abaqus中实体与实体壳单元的区别
abaqus中实体与实体壳单元的区别
在Abaqus中，实体单元和实体壳单元是两种不同的有限元单元类型。
实体单元是一个三维单元，用于建模实体结构，例如实心体或复杂的几何形状。
它具有六个自由度（三个平移和三个旋转自由度），可以用来模拟实体物体的力学行为，例如固体的应力和应变分析。
实体壳单元是一种专用于建模薄壳结构的单元。
实质上，它将薄壳结构简化为一个二维平面，可以有效地模拟薄壳结构的行为。
它通常用于模拟平面板、屋盖、车身等具有表面功能的结构。
实体壳单元只有三个平移自由度（在任意平移方向上），并且不具有旋转自由度。
这意味着实体壳单元不能够准确地模拟薄壳结构中的扭转和转动效应。
综上所述，实体单元和实体壳单元在应用和模拟能力上有所不同。
实体单元更适用于建模实心体和复杂几何结构，而实体壳单元则适用于模拟薄壳结构的应力和变形行为。
abaqus 壳单元圆柱载荷偏移
abaqus 壳单元圆柱载荷偏移摘要：1.简介2.Abaqus 壳单元的概念3.圆柱载荷偏移的定义和影响4.Abaqus 壳单元圆柱载荷偏移的解决方案5.总结正文：1.简介Abaqus 是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，其强大的功能和灵活的操作使得它在各种工程问题中都能发挥出色的性能。
在Abaqus 中，壳单元是一种用于分析薄壳结构的单元，其可以有效地模拟壳结构的弯曲、应力等特性。
然而，在实际应用中，壳结构的载荷偏移问题是一个比较复杂的问题，需要特殊的处理。
2.Abaqus 壳单元的概念Abaqus 中的壳单元是一种用于模拟薄壳结构的单元，它可以考虑壳结构的弯曲、应力等特性。
壳单元可以根据实际的壳结构进行自适应网格划分，以达到较高的计算精度。
同时，壳单元还可以与其他单元（如固体单元、梁单元等）进行组合，以模拟复杂的结构体系。
3.圆柱载荷偏移的定义和影响圆柱载荷偏移是指在圆柱壳结构上施加的载荷在结构上的投影位置与其作用点之间的距离。
这种偏移会对壳结构的应力分布、变形等产生影响，特别是在壳结构的边缘和角部，可能会出现较大的应力集中。
因此，对于壳结构的设计、分析和计算，需要考虑载荷偏移的影响。
4.Abaqus 壳单元圆柱载荷偏移的解决方案在Abaqus 中，可以通过以下方法来解决壳单元圆柱载荷偏移问题：(1) 调整网格划分：通过适当地调整网格划分，可以使得载荷在壳结构上的分布更加均匀，从而减小载荷偏移的影响。
(2) 使用接触单元：在Abaqus 中，可以使用接触单元来模拟载荷偏移问题。
通过定义接触单元，可以使得载荷在接触面上均匀分布，从而减小载荷偏移的影响。
(3) 使用局部坐标系：在Abaqus 中，可以使用局部坐标系来定义载荷的作用点，从而使得载荷在局部坐标系中的投影位置与作用点重合，消除载荷偏移的影响。
5.总结总之，Abaqus 壳单元在处理圆柱载荷偏移问题时，可以通过调整网格划分、使用接触单元和使用局部坐标系等方法来解决。
abaqus 壳单元 厚 薄壳的定义
abaqus 壳单元厚薄壳的定义薄壳是结构工程中的一种重要元件，常用于许多工程领域，如航空航天、土木工程以及机械工程等。
在有限元分析软件ABAQUS中，壳单元用于对薄壳结构进行建模和分析。
本文将介绍如何在ABAQUS中定义厚薄壳的壳单元。
在ABAQUS中，可以使用不同类型的壳单元来建模厚薄壳结构。
常用的壳单元类型有S4、S4R、S4RS、S3、S3R和S3RS等。
其中，S4和S3分别表示四节点和三节点的壳单元，R表示旋转自由度，S表示剪切缺陷。
对于薄壳结构来说，最常用的是四节点壳单元S4或S4R。
这两种壳单元都可以定义厚薄壳结构，区别在于是否考虑旋转自由度。
如果不考虑旋转自由度，则选择S4单元；如果考虑旋转自由度，则选择S4R单元。
在ABAQUS中，定义厚薄壳的步骤如下：1. 创建一个新的ABAQUS模型，并选择适当的坐标轴系。
2. 在模型中创建一个壳单元部分。
选择节点的位置以适合厚薄壳的几何形状。
3. 定义材料属性。
根据实际情况，选择适当的材料，并定义其弹性模量、泊松比等材料参数。
4. 定义壳单元类型。
根据厚薄壳的要求，选择合适的壳单元类型，如S4或S4R。
5. 指定壳单元的厚度。
根据实际情况，输入壳单元的厚度值。
6. 定义边界条件。
根据模型的约束条件和加载情况，定义适当的边界条件。
7. 运行模型分析。
进行加载和求解操作，以获得所需的结果。
通过以上步骤，我们可以在ABAQUS中准确地定义厚薄壳的壳单元。
这样的建模方法可以有效地模拟和分析厚薄壳结构在各种工程环境下的性能和行为。
abaqus 壳单元 约束
abaqus 壳单元约束ABAQUS中构建壳-实体耦合约束的步骤：1. 前处理：- 几何模型的构建：模型使用UG建模，ABAQUS直接导入即可。
- 材料参数的定义：- 材料本构：在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨氏模量为2.1e5MPa，泊松比为0.3。
- 截面定义：通过Create Section为实体模型创建Solid，Homogeneous截面，为壳体部件创建shell，Homogeneous截面，并定义相应厚度。
- 截面指派：通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。
- 网格系统构建：- 装配：在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配。
- 网格划分：在Mesh模块中，划分网格，得到如下所示网格模型。
图3 网格模型- 单元类型：单元类型保持默认。
2. 求解：- 求解器的设定：在Step模块中通过Create Step创建静力通用分析步，分析步设置保持默认。
- 连接关系的构建：在interaction模块通过create constraint创建shell-solid coupling约束，shell 边选择与实体相连的边线，solid表面选择对应表面。
- 边界条件的设定：- 位移边界条件：在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择实体左端面，施加Encastre约束。
- 载荷边界条件：通过Create Load创建Pressure载荷，选择壳表面施加0.001MPa压力。
- 在Job模块中，创建相应作业并提交求解分析。
3. 后处理：- 在Visualization模块中，创建Stress和Displacement云图。
abaqus与nastran壳单元类型
《abaqus与nastran壳单元类型的比较与应用》近年来，有限元分析方法在工程设计领域得到了广泛的应用。
在有限元分析软件中，abaqus和nastran是两个常用的软件包，它们各自拥有多种壳单元类型，用于对薄壳结构进行分析。
本文将对abaqus与nastran的壳单元类型进行比较，并探讨其在工程实践中的应用。
一、abaqus壳单元类型1. 二维壳单元在abaqus中，常用的二维壳单元类型包括STRI65、S4R和S4。
STRI65是三节点三角形单元，适用于各种弯曲和薄壁结构的分析；S4R是四节点矩形单元，适用于各种应力状态下的薄壁结构的分析；S4是四节点四边形单元，也适用于各种应力状态下的薄壁结构的分析。
2. 三维壳单元对于三维壳结构，abaqus中常用的壳单元类型包括SHELL181和SHELL281。
SHELL181是六节点二次三角形单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构；SHELL281是八节点二次四边形单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构。
二、nastran壳单元类型1. 二维壳单元在nastran中，常用的二维壳单元类型包括SHELL4和SHELL63。
SHELL4是四节点四边形单元，适用于各种弯曲和薄壁结构的分析；SHELL63是六节点三角形单元，适用于各种弯曲和薄壁结构的分析。
2. 三维壳单元对于三维壳结构，nastran中常用的壳单元类型包括CBAR和CQUAD4。
CBAR是二节点柱单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构；CQUAD4是四节点四边形单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构。
三、abaqus与nastran壳单元类型的比较从上述介绍可以看出，abaqus与nastran在壳单元类型上有很多的相似之处，比如都有针对二维和三维壳结构的多种单元类型可供选择。
但同时也存在一些差异，比如abaqus中的SHELL181和nastran中的SHELL4，虽然都是用于薄壁结构的分析，但其节点数和形状略有不同。
abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法
abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法文章标题：深度了解abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法一、引言在工程领域中，模拟和分析结构力学行为是非常重要的。
ABAQUS作为有限元分析软件，在工程结构分析和仿真中扮演着重要的角色。
在ABAQUS中，实体单元、壳单元和梁单元是常用的元素类型，它们可以用来模拟各种不同类型的结构和力学行为。
本文将深入探讨这些单元的定义与用法。
二、实体单元的定义与用法1. 实体单元是ABAQUS中最基本的有限元单元之一，通常用于模拟具有三维结构的实体物体。
它能够准确描述物体的体积和构造。
2. 实体单元适用于模拟压力容器、机械零件、汽车车身等实体结构的力学行为。
它能够有效分析结构的应力、应变、变形等力学特性。
3. 在实际工程中，使用实体单元时需要注意单元的类型、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
三、壳单元的定义与用法1. 壳单元是ABAQUS中常用的二维有限元单元，适用于模拟薄壁结构和板材。
它能够准确描述结构的曲率和变形。
2. 壳单元适用于模拟飞机机翼、船体、薄膜结构等薄壁结构的力学行为。
它能够有效分析结构的弯曲、剪切、挠曲等力学特性。
3. 在实际工程中，使用壳单元时需要注意单元的厚度、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
四、梁单元的定义与用法1. 梁单元是ABAQUS中用于模拟杆件和梁结构的有限元单元，适用于描述结构的轴向变形和弯曲变形。
2. 梁单元适用于模拟桥梁、支撑结构、梁柱结构等杆件和梁结构的力学行为。
它能够有效分析结构的弯曲、扭转、轴向变形等力学特性。
3. 在实际工程中，使用梁单元时需要注意单元的截面特性、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
五、个人观点和理解在工程结构分析中，选择合适的有限元单元对于准确模拟和分析结构的力学行为是至关重要的。
实体单元、壳单元和梁单元都有各自的优缺点，工程师需要根据具体的结构特点和分析要求来选取合适的单元类型。
abaqus壳单元类型与介绍
abaqus壳单元类型与介绍
Abaqus提供了多种壳单元类型，用于建模薄壳结构。
以下是几种常用的壳单元类型及其介绍：
1. S4R：四边形单元，适用于规则四边形薄壳结构。
单元的变形模态是平面应变模态。
2. S4RS：四边形单元，与S4R类似，但包含了剪切应变模态。
适用于需要考虑剪切效应的薄壳结构。
3. S4: 与S4R类似，但可以用于非规则四边形薄壳结构。
4. S4RSW：S4RS单元的扩展版本，增加了自由转动刚度。
适用于需要考虑薄壳结构的弯曲刚度和自由扭转刚度的情况。
5. S3: 三角形薄壳单元，适用于规则或非规则三角形薄壳结构。
与S4单元相比，S3单元具有更高的变形计算效率。
以上只是几种常见的壳单元类型，Abaqus还提供了其他类型的壳单元，如S8R、S9R、S8、S9等。
选择合适的壳单元类型需要根据具体的模型以及需要考虑的变形模态和计算效率来决定。
abaqus系列教程-05应用壳单元
5 应用壳单元应用壳单元可以模拟结构，该结构一个方向的尺度（厚度）远小于其它方向的尺度，并忽略沿厚度方向的应力。
例如，压力容器结构的壁厚小于典型整体结构尺寸的1/10，一般就可以用壳单元进行模拟。
以下尺寸可以作为典型整体结构的尺寸：支撑点之间的距离。
加强件之间的距离或截面厚度有很大变化部分之间的距离。
曲率半径。
所关注的最高阶振动模态的波长。
ABAQUS壳单元假设垂直于壳面的横截面保持为平面。
不要误解为在壳单元中也要求厚度必须小于单元尺寸的1/10，高度精细的网格可能包含厚度尺寸大于平面内尺寸的壳单元（尽管一般不推荐这样做），实体单元可能更适合这种情况。
5.1 单元几何尺寸在ABAQUS中具有两种壳单元：常规的壳单元和基于连续体的壳单元。
通过定义单元的平面尺寸、表面法向和初始曲率，常规的壳单元对参考面进行离散。
但是，常规壳单元的节点不能定义壳的厚度；通过截面性质定义壳的厚度。
另一方面，基于连续体的壳单元类似于三维实体单元，它们对整个三维物体进行离散和建立数学描述，其动力学和本构行为是类似于常规壳单元的。
对于模拟接触问题，基于连续体的壳单元与常规的壳单元相比更加精确，因为它可以在双面接触中考虑厚度的变化。
然而，对于薄壳问题，常规的壳单元提供更优良的性能。
在这本手册中，仅讨论常规的壳单元。
因而，我们将常规的壳单元简单称为“壳单元”。
关于基于连续体的壳单元的更多信息，请参阅ABAQUS分析用户手册的第15.6.1节“Shell elements：overview”。
5.1.1 壳体厚度和截面点（section points）需要用壳体的厚度来描述壳体的横截面，必须对它进行定义。
除了定义壳体厚度之外，无论是在分析过程中或者是在分析开始时，都可以选择横截面的刚度。
如果你选择在分析过程中计算刚度，ABAQUS采用数值积分法沿厚度方向的每一个截面点（section points）（积分点）独立地计算应力和应变值，这样就允许了非线性的材料行为。
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Appendix 2
Shell Elements in ABAQUS/Explicit
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
A2.2
Overview
• Conventional Shell Elements • Continuum Shell Elements
– When large offsets (e.g., more than 10% of shell thickness) from the shell’s midsurface are necessary, it may be better to use multi-point constraints or rigid body constraints instead.
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
Conventional Shell Elements
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
A2.4
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
A2.8
Conventional Shell Elements
• Large-strain shell elements in ABAQUS/Explicit
– The large-strain shell elements use a Mindlin-Reissner type of flexural theory that includes transverse shear.
A2.13
Conventional Shell Elements
– S4RSW
• The S4RSW quadrilateral shell element with reduced integration for small-strain problems and warped configurations is based on the formulations given by Belytschko, Wong, and Chiang (1992).
– S3R
• There are no propagating hourglass modes.
• Transverse shear constraints (2 per element) can cause mild shear locking.
• Because of the facet approximation, it is not very accurate for curved shells.
• This is a very efficient shell element, and it is the default element in other explicit codes.
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
A2.9
Conventional Shell Elements
– S4R • Uniformly reduced integration to avoid shear and membrane locking. • The element has several hourglass modes that may propagate over the mesh.
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
A2.5
Conventional Shell Elements
• Reference surface offsets – The reference surface of the shell is defined by the shell element’s nodes and normal direction. – The reference surface is typically coincident with the shell’s midsurface. – However, many situations arise in which it is more convenient to define the reference surface as offset from the shell’s midsurface.
– A linear axisymmetric shell element is also available.
– For most analyses the standard large-strain shell elements are appropriate. These include:
• S4R
– If one surface is smooth while the other is rough, as in some aircraft structures, it is easiest to use shell offsets to define the nodes at the smooth surface.
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
Conventional Shell Elements
– S4R (cont’d)
A2.10
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
– One element type available:
• SAX1 (linear interpolation)
– This element possess three
degrees of freedom per node (ur, uz, φθ) and account for finite
membrane strains.
• S3R
• SAX1
• These elements are discussed briefly here and in more detail in the Element Selection in ABAQUS/Standard lecture notes.
– If, however, the analysis involves small membrane strains and arbitrarily large rotations, the small-strain shell elements (S4RS, S3RS, and S4RSW) are more computationally efficient.
– Shell offsets can also be useful when modeling a shell with continuously varying thickness. In this case defining the nodes at the shell midsurface can be difficult.
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ABAQUS/Explicit: Advanced Topics
A2.6
Conventional Shell Elements
– For example, surfaces created in CAD packages usually represent either the top or the bottom surface of the shell body.
Conventional Shell Elements
– Triangular and quadrilateral conventional shell elements are available with linear interpolation and your choice of large-strain and small-strain formulations.
• In this case it may be easier to define the reference surface to be coincident with the CAD surface and, therefore, offset from the shell’s midsurface.
A2.11
Conventional Shell Elements
• Axisymmetric shell elements with axisymmetric response
– These elements can be used when the geometry and the loading of the structure is axisymmetric.
• Converges to shear flexible theory for thick shells and classical theory for thin shells.
• S4R is a robust, general-purpose element that is suitable for a wide range of applications.