Abaqus中Skin与Stringer的应用

    实际工程结构中，经常见到表面硬化涂层，蒙皮，或梁加强的结构， 在Abaqus中，可以通过创建绑定到块体材料的壳或梁来模拟此类层或梁。但是，使用蒙皮建模壳层和使用桁条模拟梁是一种更有效的方法。使用这些选项时，这些元素与其它单元共享节点，它们不需要分开划分网格，也不需要绑定约束，却可以像常规壳或梁元素一样定义属性。本文，将展示如何使用skin和stringer功能。

实例展示：钢球冲击蒙皮泡沫

    如下图所示，钢球作为刚体，以一定的初速度冲击泡沫上表面，泡沫的上表面贴着一层很薄的铁皮。这时候该怎么建模呢？如果不考虑铁皮那么肯定与实际不符了。当然可以用壳单元模拟，然后跟泡沫绑定在一起。这里我们将使用skin和stringer来模拟蒙皮和边角的梁。

图1 模型示意图

    创建skin时，在工具栏Specia》Skin》Create，然后选择泡沫块体的上表面，创建成功后，模型树会有skin-1。接下来创建属性，skin的属性可以是shell或membrane，这里创建厚度0.1mm的钢shell属性，赋予属性时选择skin。同样的方法可以创建stringer，如图4所示。sringer计算时使用的梁单元，因此需赋予beam截面属性，并指定方向。设置相应的边界条件，创建job进行提交计算。结果如图6所示

总结   

     在inp文件可以查看到，skin对应的是S4R单元类型，而stringer对应的是B31单元。使用这种方法，可以无需设置绑定等约束条件，便与使用，结果也精确。所以说是一种更有效的方法。

图2 创建蒙皮（skin）

图 3 赋予skin属性

图4 创建的Stringer

图5 后处理打开shell单元和Beam单元渲染

图6 没有skin和有skin分析结果