abaqus系列教程-05应用壳单元
abaqus壳偏移定义
Abaqus壳偏移定义1. 什么是Abaqus壳元素？在Abaqus中，壳元素是一种用于建模薄壁结构的有限元。
它们广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑结构等领域。
与实体元素相比，壳元素具有更高的计算效率和更低的内存占用。
2. Abaqus壳元素的偏移定义在Abaqus中，偏移定义允许我们通过改变壳元素的厚度分布来模拟复杂的结构变形。
通过定义偏移，我们可以将局部厚度增加或减小，从而模拟出不同区域的应力和变形分布。
2.1 壳偏移定义方法在Abaqus中，有两种主要的方法来定义壳元素的偏移：2.1.1 指定固定厚度这种方法适用于整个模型具有均匀厚度分布的情况。
用户可以直接指定整个模型或单个面片（Shell）的厚度值。
2.1.2 使用表达式定义厚度这种方法适用于模型具有非均匀厚度分布的情况。
用户可以使用表达式来描述不同区域的厚度分布。
表达式可以基于几何特征、材料属性或其他参数。
2.2 壳偏移定义的步骤以下是在Abaqus中定义壳元素偏移的一般步骤：1.创建壳模型：使用Abaqus提供的建模工具创建壳模型。
确保壳面片（Shell）的属性设置正确。
2.定义偏移：选择需要定义偏移的面片，右键点击“Edit”，在弹出菜单中选择“Edit Thickness”。
在Thickness Definition对话框中，选择合适的方法来定义厚度偏移。
3.指定厚度值：如果选择了固定厚度方法，直接输入所需的厚度值即可。
如果选择了使用表达式定义厚度方法，则输入相应的表达式。
4.预览和修改：点击“Preview”按钮预览偏移效果。
如果需要修改，可以返回上一步重新设置厚度值或表达式。
5.应用偏移：点击“OK”按钮应用所定义的壳元素偏移。
3. 壳偏移定义示例为了更好地理解和应用壳元素偏移定义，在这里我们给出一个简单示例。
考虑一个矩形薄板，它在两个对角线上有不同的厚度分布。
为了模拟这种不均匀厚度分布，我们可以使用Abaqus壳元素偏移定义。
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单元介绍与注意问题
Abaqus单元介绍与注意问题1. 静力分析中，如果模型中不包含阻尼或与速率相关的材料性质，时间就没有实际的物理意义。
有关时间，除了需要在step中设置时间以外，在load功能模块和interaction 模块中还可以创建与时间有关的幅值曲线。
Tools-Amplitude-Create，选择幅值曲线类型，将Time Span设为Step time或T otal time。
2. 需要设置参考点的情形T ools-Reference Point离散刚体部件或解析刚体部件都需要为其设置参考点；在Interaction模块中定义刚体约束、显示体约束和耦合约束时，必须指定约束的参考点；对于采用广义平面应变单元（generalized plane strain elements）的平面变形体部件，必须为其指定一个参考点，作为参考节点（reference node）。
Note：Part模块中每个部件只能定义一个参考点；Assembly、Interaction 和Load模块中可以为装配提定义多个参考点；Mesh中生成单元网格时，参考点将被忽略。
3. 需要创建面的情形Tools-Surface在Interaction模块中定义基于面的接触或约束时，或Load模块中施加压力（Pressure）时，建议为相应区域定义面，并注意命名。
4. 需要定义集合的情形 Tools-SetProperty模块中，若一部件包含不同材料，可分别为不同区域建立集合并赋予不同的截面属性；Interaction模块中定义基于节点或单元的接触或约束时，可先为相应区域定义集合；Load模块中定义载荷和边界条件时，可先为相应区域定义集合；定义场变量输出或历史变量输出时，可指定输出某个集合上的计算结果。
Note：在Part和Assembly中都可以定义集合，二者有区别。
5. Stp文件格式导入abaqus可能会丢失零部件间的装配关系，而igs格式一般不会出现这类问题。
Abaqus单元的选择
Abaqus单元的选择2015-03-06 有限元在线如果想要以合理的费用得到高精度的结果，那么正确的选择单元是非常关键的。
对于ABAQUS经验丰富的使用者，毫无疑问都会自己的单元选择指南来处理各种具体的应用。
但是，在刚开始使用ABAQUS 时，下面的指导是非常有用的。
1、实体单元选择以下单元选择的建议适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit：（1）尽可能的减小网格的扭曲。
使用扭曲的线性单元的粗糙网格会得到相当差的结果。
（2）对于模拟网格扭曲过分严重的问题，应用网格细划的线性、减缩积分单元（CAX4R，CPE4R，CPS4R，C3D8R等）。
（3）对三维问题应尽可能地采用六面体单元。
它们以最低的成本给出最好的结果。
当几何形状复杂时，采用六面体单元划分网格可能是非常困难的，因此，还需要楔形和四面体单元。
这些单元（C3D4和C3D6）的一阶模式是较差的单元（需要细划网格以取得较好的精确度）。
（4）某些前处理器包含了自由划分网格算法，用四面体单元划分任意几何体的网格。
对于小位移无接触的问题，在ABAQUS/Standard中的二次四面体单元（C3D10）能够给出合理的结果。
这个单元的另一种模式是修正的二次四面体单元（C3D10M），它适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit，对于大变形和接触问题，这种单元是强健的，展示了很小的剪切和体积自锁。
但是，无论采用何种四面体单元，所用的分析时间都长于采用了等效网格的六面体单元。
（5）对于ABAQUS/Standard求解器，除非需要模拟非常大的应变或者模拟一个复杂的、接触条件不断变化的问题，对于一般的分析工作，应采用二次、减缩积分单元（CAX8R，CPE8R，CPS8R, C3D20R 等）。
（6）对于ABAQUS/Standard求解器，在存在应力集中的局部区域，采用二次、完全积分单元（CAX8, CPE8, CPS8, C3D20等）。
ABAQUS计算指导0应用梁单元计算简支梁的挠度
ABAQUS计算指导0：应用梁单元计算简支梁的挠度对于梁的分析可以使用梁单元、壳单元或是固体单元。
Abaqus的梁单元需要设定线的方向，用选中所需要的线后，输入该线梁截面的主轴1方向单位矢量(x,y,z)，截面的主轴方向在截面Profile设定中有规定。
注意：因为ABAQUS软件没有UNDO功能，在建模过程中，应不时地将本题的CAE模型（阶段结果）保存，以免丢失已完成的工作。
简支梁，三点弯曲，工字钢构件，结构钢材质，E=210GPa，μ=0.28，ρ=7850kg/m3（在不计重力的静力学分析中可以不要）。
F=10kN，不计重力。
计算中点挠度，两端转角。
理论解：I=2.239×10-5m4，w中=2.769×10-3m，θ边=2.077×10-3。
文件与路径：顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq00。
一部件1 创建部件：Module，Part，Create Part，命名为Prat-1；3D，可变形模型，线，图形大约范围10(程序默认长度单位为m)。
2 绘模型图：选用折线，从(0,0)→(2,0)→(4,0)绘出梁的轴线。
3 退出：Done。
二性质1 创建截面几何形状：Module，Property，Create Profile，命名为Profile-1，选I型截面，按图输入数据，l=0.1，h=0.2，b l=0.1，b2=0.1，t l=0.01，t2=0.01，t3=0.01，关闭。
2 定义梁方向：Module，Property，Assign Beam Orientation，选中两段线段，输入主轴1方向单位矢量(0,0,1)或(0,0,-1)，关闭。
3 定义截面力学性质：Module，Property，Create Section，命名为Section-1，梁，梁，截面几何形状选Profile-1，输入E=210e9（程序默认单位为N/m2，GPa=109 N/m2），G=82.03e9，ν=0.28，关闭。
Abaqus壳单元的应力结果
Abaqus壳单元的应力结果
壳单元应力和应变分量的含义不同于实体单元。
默认情况下，实体单元的应力和应变分量都是基于全局坐标系，而壳单元的应力和应变分量是基于壳本身的局部坐标系。
如果在定义截面属性时指定了壳单元的局部坐标系，则应力、应变和截面力分量的方向都是基于此局部坐标系。
如果没有指定单元的局部坐标系，则采用默认的局部坐标系方向，其确定方法如下：（1）将全局坐标系的x方向在壳单元面上的投影作为局部坐标系的1方向（如下图左）。
如果全局坐标系的x方向与壳单元面法线方向的夹角≤0.1°，则将全局坐标系的z方向在壳单元面上的投影作为局部坐标第的1方向（如下图右）。
（2）局部坐标系的2方向与1方向夹角为90°，由右手螺旋法则确定，伸开右手，让四指的方向与壳单元节点编号顺序相同，大拇指的指向即为局部坐标系的3方向，局部坐标第的2方向也同时被确定。
对于包含位移自由度的壳单元，各个应力分量的含义如下：
S11：局部坐标系下1方向的正应力；
S22：局部坐标系下2方向的正应力；
S33：局部坐标系下3方向的正应力；
S12：局部坐标系下1、2方向的剪应力。
在局部坐标系下2、3方向和1、3方向没有剪应力分量存在，因此在Visualization功能模块中，场变量的输出结果中只胡S11、S22、S33、S12共4个分量。
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Abaqus中的单元选择
Abaqus中的单元选择在有限元分析中，为了能够得到较为精确的收敛解，一方面取决于所用模型的误差，另一方面取决于模拟计算的误差。
一个好的有限元模型，不仅需要较高的网格质量，还需要拥有合适的单元类型。
ABAQUS为用户提供了丰富的单元库，几乎可以模拟实际工程中任意几何形状的有限元模型，在对一个问题进行分析时，可以根据情况选择使用。
如何才能选取出适合于分析的单元类型呢？我认为首先要了解ABAQUS中对于单元的分类，每种单元特定的使用范围，各种单元类型的节点数目、单元形状、插值函数阶次以及单元构造的方式。
然后再根据分析类型和具体问题合理选择。
ABAQUS中最常用的单元包括实体(Solid)单元、壳(Shell)单元和梁(Beam)单元。
下面就根据自己对于ABAQUS应用实体单元的学习，将这些单元的特点和使用简单总结如下：实体单元主要包括完全积分、减缩积分、非协调以及杂交这四种常见的单元模式。
（1）完全积分单元：单元具有规则形状（边是直线并且边与边相交成直角）时，所用的Gauss积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分。
完全积分的线性单元在每一个方向上采用2个积分点；完全积分的二次单元在每一个方向上采用3个积分点。
如图不足：完全积分的线性单元存在“剪切自锁”问题，原因是线性单元的边不能弯曲。
在复杂应力状态下，完全积分的二次单元也有可能发生剪切自锁。
（2）减缩积分单元：减缩积分单元比完全积分单元在每个方向上少用一个积分点。
完全积分的线性单元只在单元的中心有一个积分点不足：线性减缩积分单元存在“沙漏模式”的数值问题，有可能过于柔软。
ABAQUS通过绘制伪应变能(ALLAE)和内能(ALLIE)来评价沙漏模式对计算结果的影响。
（3）非协调单元：优点：可以克服完全积分，一阶单元中的剪力自锁问题。
特点：在一阶单元中引入一个增强单元变形梯度的附加自由度。
这种对变形梯度的增强允许一阶单元在单元域上对于变形梯度有一个线性变化。
abaqus壳截面定义
abaqus壳截面定义Abaqus壳截面定义是Abaqus有限元分析软件中用于模拟壳结构的一种功能。
壳结构是指在结构的尺寸相比于其厚度较大的情况下，具有弯曲和扭转特性的薄壁结构。
在实际工程中，壳结构广泛应用于建筑物、飞机、汽车等领域，对壳结构进行准确的分析和设计是保证其性能和安全的重要步骤之一。
下面将一步一步回答有关Abaqus壳截面定义的问题。
第一步：了解壳结构在深入讨论Abaqus壳截面定义之前，首先需要了解什么是壳结构以及壳结构的特点。
壳结构是由薄壁构件组成的结构体系，其厚度相比于结构的尺寸较小。
壳结构在受力时会发生弯曲、屈曲、扭转和拉伸等变形。
根据壳结构的几何形态和应力分布的特点，分为平面壳、曲面壳和柄壳等类型。
第二步：介绍Abaqus壳截面定义的功能Abaqus壳截面定义是Abaqus有限元分析软件中的一个重要功能，用于定义壳结构的截面特性。
截面特性包括壳结构的几何特征、截面属性以及材料特性等。
通过定义截面特性，可以在有限元分析中准确地模拟壳结构的行为，包括弯曲、屈曲和扭转等。
第三步：壳截面的几何特征在Abaqus中定义壳截面时，需要输入壳结构的几何特征。
几何特征主要包括壳的外形、截面形状以及尺寸等。
壳的外形可以通过输入节点坐标来定义，节点坐标可以通过CAD软件绘制壳的草图或直接手动输入。
截面形状可以选择不同的类型，如矩形、圆形、椭圆形等，根据实际情况选择合适的截面形状。
在输入尺寸时，需要注意壳的厚度和其他相关尺寸的定义。
第四步：壳截面的截面属性除了几何特征外，Abaqus壳截面定义还需要输入壳的截面属性。
截面属性是指壳结构在截面上的属性参数，包括面积、惯性矩、剪切区面积等。
这些参数对于壳结构的受力分析和变形计算至关重要。
在定义截面属性时，需要根据壳结构的实际情况输入相应的数值，可以根据材料力学性质和截面尺寸等计算得出。
第五步：壳截面的材料特性除了几何特征和截面属性，Abaqus壳截面定义还需要输入壳的材料特性。
abaqus单元形状
abaqus单元形状Abaqus软件是一种用于模拟和分析实体的有限元分析软件，使用者可以选择不同的单元类型来描述物体的形状和行为。
Abaqus提供了多种不同的单元类型，以适应不同类型的问题和目标。
下面我将介绍几种常见的Abaqus单元形状。
1. 线单元（Beam elements）: 线单元用于描述长而细的结构物，如梁和柱。
它们是一维元素，沿着长度方向进行分割，并通过节点连接。
这些单元可以模拟结构物的弯曲和扭转行为。
线单元通常使用于考虑结构物细长性质的工程问题。
2. 平面单元（Plane elements）: 平面单元用于描述平面或轴对称物体。
它们是二维元素，通常用于平面应力和平面应变问题的分析。
平面单元可以分为三角形单元和四边形单元。
三角形单元更适用于不规则形状，而四边形单元更适用于规则形状。
3. 壳单元（Shell elements）: 壳单元用于描述薄壁结构，如板、壳和薄膜等。
它们是二维元素，具有厚度。
壳单元可以包括模拟薄壁结构的平面应力、平面应变和轴对称问题。
壳单元分为四边形壳单元和三角形壳单元。
4. 体单元（Solid elements）: 体单元用于描述实体结构，如块体或立方体。
它们是三维元素，用于分析三维应力和应变问题。
体单元可以分为四面体单元和六面体单元。
四面体单元适用于非规则形状，而六面体单元适用于规则形状。
5. 结合单元（Combined elements）: 结合单元是使用不同类型单元进行组合的元素。
结合单元可以用于描述复杂的几何形状和行为。
例如，可以组合使用线单元、壳单元和体单元来模拟不同部分的结构。
6. 其他单元类型：除了上述常见的单元类型外，Abaqus还提供了许多其他单元类型，如弹簧单元、等效固体单元和连接单元等。
总之，Abaqus提供了丰富的单元形状选择，以满足不同类型的工程和科学问题的分析需求。
根据问题的性质和特点，使用者可以选择适合的单元类型来模拟和分析结构的形状和行为。
abaqus壳构造
abaqus壳构造目录1.Abaqus 壳构造概述2.Abaqus 壳构造的优点3.Abaqus 壳构造的应用领域4.Abaqus 壳构造的注意事项正文Abaqus 是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，其中的壳构造功能可以用来模拟和分析各种复杂的结构问题。
本文将从 Abaqus 壳构造的概述、优点、应用领域以及注意事项等方面进行介绍。
一、Abaqus 壳构造概述Abaqus 壳构造是指在 Abaqus 软件中，通过定义曲面或实体模型，进而生成的一种薄壳结构。
这种结构可以有效地模拟结构的弯曲、扭转等受力情况，并计算出相应的应力和应变。
二、Abaqus 壳构造的优点1.强大的模拟能力：Abaqus 壳构造可以模拟各种复杂的壳结构，包括曲面、实体等，从而满足不同工程需求。
2.高效的计算性能：Abaqus 壳构造采用了高效的算法，可以大大缩短计算时间，提高工作效率。
3.精确的计算结果：Abaqus 壳构造可以精确计算出结构的应力和应变，为工程设计提供可靠的参考依据。
三、Abaqus 壳构造的应用领域Abaqus 壳构造广泛应用于各种工程领域，包括建筑、航空航天、汽车制造等。
具体来说，它可以用来分析结构的强度、刚度、稳定性等性能，以及在各种受力条件下的变形和破裂情况。
四、Abaqus 壳构造的注意事项在使用 Abaqus 壳构造进行分析时，需要注意以下几点：1.模型的准确性：为了保证计算结果的准确性，需要确保模型的尺寸、形状等参数与实际结构相符。
2.网格划分：合理的网格划分可以提高计算精度，因此需要根据模型的特点进行网格划分。
3.材料属性：正确设置材料的弹性模量、泊松比等属性，以确保计算结果的可靠性。
4.加载条件：根据实际工程需求，设置合适的载荷、边界条件等，以保证计算结果的准确性。
总之，Abaqus 壳构造功能为工程界提供了强大的分析手段，可以帮助工程师们解决各种复杂的结构问题。
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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。
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分析用户手册的第节“Shell elements：overview”。
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。
例如，弹塑性材料的壳在内部截面点还保持弹性时，其外部截面点可能已经达到了屈服。
在S4R（4节点、减缩积分）单元中唯一的积分点的位置和沿壳厚度上截面点的分布如图5-1所示。
图5-1 在数值积分壳中截面点的分布当在分析过程中积分单元特性时，可指定壳厚度方向的截面点数目为任意奇数。
对性质均匀的壳单元，ABAQUS默认在厚度方向上取5个截面点，对于大多数非线性设计问题这是足够了。
但是，对于一些复杂的模拟必须采用更多的截面点，尤其是当预测会出现反向的塑性弯曲时（在这种情况下一般采用9个截面点是足够了）。
对于线性问题，3个截面点已经提供了沿厚度方向的精确积分。
当然，对于线弹性材料壳，选择在分析开始时计算材料刚度更为有效。
如果选择仅在模拟开始时计算横截面刚度，材料行为必须是线弹性的。
在这种情况下，所有的计算都是以整个横截面上的合力和合力矩的形式进行。
如果需要输出应力或应变，在壳底面、中面和顶面，ABAQUS提供了默认的输出值。
壳法线和壳面壳单元的连接方式定义了它的正法线方向，如图5-2所示。
图5-2 壳的正法线对于轴对称壳单元，从节点1前进到节点2的方向经逆时针旋转90定义其正法线方向。
对于三维壳单元，根据出现在单元定义中的节点顺序，按右手法则围绕节点前进给出其正法线方向。
{壳体的顶表面是在正法线方向的表面，对于接触定义称其为 SPOS面；而底表面是在沿着法线负方向的表面，对于接触定义称其为SNEG面。
在相邻壳单元中的法线必须是一致的。
正法线方向定义了基于单元的压力载荷（element-based pressure load）应用的约定，和随着壳厚度变化的量值的输出。
施加于壳体单元上的正向压力载荷产生了作用在正法线方向的载荷。
（基于单元的压力载荷的约定，对于壳单元是相反于对实体单元的约定；基于表面的压力载荷的约定（surface-based pressure load），对于壳单元是相同于对实体单元的约定。
关于在基于单元的和基于表面的分布载荷之间的更多区别，请参阅ABAQUS分析用户手册的第节“Concentrated and distributed loads”。
）壳的初始曲率在ABAQUS中壳（除了单元类型S3/S3R、S3RS、S4R、S4RS、S4RSW和STRI3之外）的公式是描述了真实的曲壳单元；真实的曲壳单元需要特别关注对初始壳面曲率的精确计算。
在每一个壳单元的节点处，ABAQUS自动地计算表面法线来估算壳的初始曲率。
应用相当精确的算法确定每一节点处的表面法线，在ABAQUS分析用户手册节“Defining the initial geometry of conventional shell elements”中详细地讨论这种算法。
若采用图5-3所示的粗网格，在连接邻近单元的同一个节点上，ABAQUS可能会得到多个独立的表面法线。
在单一节点上有多个法线的物理意义是在享用共同节点的单元之间有一条折线。
而你可能打算模拟这样一个结构，更希望它是一个拥有平滑曲面的壳体；ABAQUS将尝试在这种节点处创建一个平均的法线从而使得壳面平滑。
图5-3 网格细划对节点处表面法线的影响所采用的基本平滑算法如下：如果与同一节点连接的所有壳单元在该节点处的法线相互之间的夹角在20以内，则这些法线将被平均化。
平均法线将用作为所有与该节点相连的单元在该节点的法线。
如果ABAQUS未能光滑壳面，在数据文件中（.dat）将发出一个警告信息。
有两种方法可以改变默认的算法。
为了在曲壳中引入折线或者用粗网格模拟曲壳，或者是在节点坐标后面给出n2的分量，作为第4、第5和第6个数据值（这种方法需要在文本编辑器中人工编辑由ABAQUS/CAE创建的输入文件）；或者应用*NORMAL选项，直接规定法线方向（应用ABAQUS/CAE的Keywords Editor（关键词编辑器）可以加入这个选项，见第节，“Cross-section orientation”）。
如果应用两种方法，后者优先。
关于进一步详细的信息，请查阅ABAQUS分析用户手册的第节“Defining the initial geometry of conventional shell elements”。
参考面的偏置（referance surface offset）通过壳单元的节点和法线的定义来定义壳的参考面。
当用壳单元建模时，典型的参考面是重合于壳体的中面。
然而在很多情况下，提出将参考面定义为中面的偏置更为方便。
例如，由CAD软件包创建的面一般代表的或者是壳体的顶面或者是底面。
在这种情况下，定义参考面并与由CAD创建的面一致是更容易的，因此，该参考面偏置于壳体的中面。
<对于接触问题，壳体的厚度是很重要的参数，壳体参考面的偏置也可以用于定义更精确几何信息。
另外一种情况是当模拟一个厚度连续变化的壳体时，中面的偏置可能是重要的，因为此时定义在壳体中面的节点可能是相当困难的。
如果一个表面平滑而另一个表面粗糙，比如在某些飞行器结构中，应用壳体参考面偏置定义在平滑表面上的节点会是最容易的。
通过指定一个偏置量，可以引入偏置。
定义偏置量作为从壳的中面到壳的参考表面之间的壳体厚度的比值，如图5-4所示。
图5-4 对于偏置量为的壳体偏置示意图壳的自由度与其参考表面相关，在此处计算所有的动力学方程，包括计算单元的面积。
对于曲壳，大的偏置量可能导致面上积分的误差，会影响到壳截面的刚度、质量和转动惯量。
为了达到稳定性的目的，ABAQUS/Explicit也会按偏置量平方的量级自动地增大应用于壳单元的转动惯量，在过大的偏置量的动态分析中，这可能会导致误差。
当从壳中面的大偏置量是非常必要时，使用多点约束或刚体约束来代替偏置。
壳体公式—厚壳或薄壳壳体问题一般可以归结为以下两类之一：薄壳问题和厚壳问题。
厚壳问题假设横向剪切变形对计算结果有重要的影响。
另一方面，薄壳问题假设横向剪切变形是小到足以忽略。
图5-5(a) 描述了薄壳的横向剪切行为：初始垂直于壳面的材料线在整个γ）。
图5-5(b) 描变形过程中保持直线和垂直。
因此，横向剪切应变假设为零（0=述了厚壳的横向剪切行为：初始垂直于壳面的材料线在整个变形过程中并不要求保持γ）。
垂直于壳面，因此，发生了横向剪切变形（0≠图5-5 在（a）薄壳和（b）厚壳中的横截面行为按照将壳单元应用于薄壳和厚壳问题来划分，ABAQUS提供了多种壳单元。
通用目的的（general-purpose）壳单元对于应用于薄壳和厚壳问题均有效。
在某些特殊用途的情况下，通过应用在ABAQUS/Standard中的特殊用途壳单元可以获得增强的性能。
；特殊用途的壳单元可归结为两类：仅为薄壳单元和仅为厚壳单元。
所有特殊用途的壳单元提供了可以有任意大的转动，但是限于小应变。
薄壳单元强化了Kirchhoff 约束；即垂直于壳体中面的平截面保持垂直于壳中面，这样，或者是在单元公式的解析解答（STRI3单元）或者是在通过罚函数约束的数值解答方面，Kirchhoff约束得到了强化。
厚壳单元是二阶四边形单元，在小应变应用中，对于使解答沿壳的跨度方向上平滑地变化的载荷，这种单元能产生比通用目的的壳单元更加精确的结果。
如何判断一个给定的应用是属于薄壳还是厚壳问题，我们可以提供几点指南。
对于厚壳，横向剪切变形是重要的，而对于薄壳它则可以忽略不计。
通过厚度与跨度的比值，可以评估在壳体中横向剪切的显著性。
对于由单一各向同性材料组成的壳体，当比值大于1/15时可认为是厚壳；如果比值小于1/15，则可认为是薄壳。
这些估计是近似的；用户始终应当检验在模型中横向剪切的影响，以验证壳行为的假设。
在复合材料层合壳结构中，由于横向剪切变形较为显著，对于应用薄壳理论，这个比值必须是更小一些。
采用高度柔软中间层的复合材料层合壳（即“三明治”复合）具有非常低的横向剪切刚度，所以它们几乎总是要作为厚壳来模拟；如果平截面保持平面的假设失效，则应采用实体单元。
关于如何检验应用壳体理论的有效性的详细信息，请参阅ABAQUS分析用户手册的第节“Shell section behavior”。
通用目的壳单元和仅为厚壳单元考虑了横向剪力和剪切应变。
对于三维单元，提供了对于横向剪切应力的评估。
这些应力的计算忽略了在弯曲和扭转变形之间的耦合作用，并假设材料性质和弯矩的空间梯度很小。
壳的材料方向与实体单元不同，每个壳体单元都使用局部材料方向。
各向异型材料的数据（如纤维增强复合材料）和单元输出变量（如应力和应变）都是以局部材料方向的形式定义的。
在大位移分析中，壳面上的局部材料坐标轴随着各积分点上材料的平均运动而转动。
默认的局部材料方向局部材料的1和2方向位于壳面内，默认的局部1方向是整体坐标1轴在壳面上的投影。