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Abaqus基础操作之十七——壳体单元的变厚度

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本次与大家分享的内容是ABAQUS中壳体单元变厚度的赋予
在日常的模型简化主要分为三维实体类、三维壳体类、三维杆系类、二维壳体类以及二维杆系类,而其中对于三维壳体类的模型化简居多,尤其是在车辆、航空行业等,所涉及的产品主要由钣金、管材类组合成。
壳体替代实体可以方便处理模型,让整体计算模型轻量化,计算效率更高。通常情况下,使用壳体单元替代实体几何需要保证该结构的一个方向的尺度(厚度)远小于其它方向的尺度,并忽略沿厚度方向的应力。如一薄板的厚度远小于整体结构尺寸的1/10则可以使用壳体单元来替代实体单元对结构进行离散。

   普通几何面的设置   

常见的壳体多为均匀厚度,在ABAQUS中的设置只需要在property中的create section中选择shell里的homogeneous,填入相应的厚度值即可。
在赋予对象厚度时,默认选项为中面,也可以选择偏置面,往顶部、底部或特定值偏置。偏置面在某些几何中使用可以让网格连续性更加自然、流畅,而不会显得突兀,偏离原有几何的样貌。
不论是中面或是偏置面,赋予的厚度都是均匀的,如下图所示。

   不同厚度面的设置   

虽然大部分情况使用的是均匀厚度的几何属性,但不乏有一些特殊的几何需要用到变厚度的情况,比如波形薄板,带有一定形貌的板壳等。可以方便我们建立计算模型。
虽然通过几何创建也可以达到相同的目的,但几何建立再到网格离散则会比赋予平面板壳厚度情况更加繁琐,且增大网格离散难度。
在ABAQUS中的截面设置中可以对单元或节点分布进行设置,有两种控制方法,expression field和mapped field,即公式控制和数据集 合映射方式。
使用expression field只需要在公式填写栏中输入目标公式即可,需注意壳体单元厚度需大于零。
由x和y方向控制的弦波形状的薄板,如下图所示。
使用mapped field控制板壳厚度变化可以导入采集的数据集,可以采用物体表面数据采集结果实现粗糙面的设置。
具有不规则厚度的薄板,如下图所示。
PS:使用均匀厚度时,网格不受几何位置影响;使用变厚度时,需要注意几何体的空间位置,其材料坐标与全局坐标相关。

 希望小伙伴们在后台多多留言互动,一起探讨问题、相互学习、共同进步,与优秀同行!


来源:SimYoungC
OptiStructHyperMeshAbaqus二次开发航空材料控制钣金
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-02-20
最近编辑:1天前
SimYoungC
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