ANSYS不同单元类型连接专题(三)—Solid-Shell连接
我们之前讨论了ANSYS不同单元类型连接中的Solid-Beam单元的连接，通过研究Solid-Beam单元连接的两种方式，梳理了一下不同单元类型连接时需要注意的关键点。今天我们开始讨论Solid-Shell单元的连接。
我们知道，Shell单元有6个自由度，而Solid单元只有3个自由度，因此不能通过简单的共节点方法实现Solid-Shell单元的连接。下面我们通过一个实例，研究下在ANSYS中是怎么实现Solid-Shell单元连接的。
对简单的薄壁结构进行分析时，我们通常将其简化成壳模型，可极大降低计算量，但在板上开一个阶梯孔（如下图），就没法将其简化成壳模型了，但如果主要研究阶梯孔附近的应力情况，且不能有太大的计算量，此时我们可以采用Solid-Shell模型实现。
Step1
建立分析模型
将模型切分为两部分，切分位置如下图所示。切分完成后将没带阶梯孔的部分进行抽中面处理。
打开Workbench，选择Static Structural模块，并传入上一步建立的几何模型。本次分析使用默认的结构钢材料。双击Model进入Mechanical。
为模型的两个部分建立Bond接触，接触面为壳的边，目标面为实体表面；接触算法设置为MPC，约束类型设置为Normal Only……；具体设置如下图所示。
1）总体网格尺寸设置为2mm；其余保持默认。
3）为了改善孔周围的网格质量，我们为阶梯孔面设置一个映射网格划分。
划分好的网格如下图所示：
1）载荷：500N，Y轴负方向；
求解设置全部保持默认。
1）变形：2.9266mm；整个模型变形连续性较好。
2）总体应力：Shell单元和Solid单元连接处存在应力突变，应力连续性较差；
3）阶梯孔周围最大应力：172.85Mpa。
2）总体应力：应力连续性较好；
3）阶梯孔周围最大应力：172.69Mpa。
1）全部使用Solid单元进行分析和使用Solid单元和Shell单元连接起来进行分析，计算结果几乎完全一致；（整体应力最大数值的大小和位置，不用单元连接位置计算存在应力奇异，不进行比较）。
2）在Solid单元和Shell单元的连接处，会发生应力不连续现象。我们不研究该处的应力值，所以该处产生的应力奇异可以忽略。
3）使用Solid单元和Shell单元建模和全部使用Solid单元进行建模相比，节点数量大大减少，显著降低了计算量。
