abaqus系列教程05应用壳单元

5 -1 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5 -2 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...