最近VIP群内有学员关心壳单元和实体单元的连接问题。首先要明确以下知识点:
1)三维实体单元的节点有三个自由度,壳单元的节点有六个自由度;
3)如果三维实体单元和壳单元共享节点,最多只能共享三个自由度;
在几何层面,可以实现壳体和实体的几何共享。在网格层面,几何共享位置就会实现节点共享。
基于几何共享模型,进行网格划分和仿真分析。
1)载荷平行于共享线:
2)载荷垂直于共享线:
总结:壳单元和实体单元共享节点,只能实现三个平动自由度的共享。当载荷平行于共享线,求解能够顺利完成;当载荷垂直于共享线,由于壳单元节点的旋转自由度没有耦合,导致约束不足,产生无限大的刚性位移,求解失败。
如果希望壳体和实体能够实现全自由度的耦合,使用绑定接触是一个简单的办法。
线与线的绑定接触:
如果绑定算法为默认:
总结:在线线绑定,默认算法下,壳单元节点的旋转自由度依然没有耦合,导致约束不足,产生无限大的刚性位移,求解失败。
如果绑定算法为MPC:
总结:在线线绑定,MPC算法下,壳单元节点的旋转自由度得到了耦合。
线与面的绑定接触:
如果绑定算法为默认:
总结:在线面绑定,默认算法下,壳单元节点的旋转自由度依然没有耦合,导致约束不足,产生无限大的刚性位移,求解失败。
如果绑定算法为MPC:
总结:在线面绑定,MPC算法下,壳单元节点的旋转自由度得到了耦合。
1)实体和壳体共节点,只能耦合平移自由度,不能实现全自由度的耦合;
2)绑定接触使用默认算法,也只能耦合平移自由度,不能实现全自由度的耦合;
3)实体和壳体实现全自由度的耦合,可以使用绑定接触,选择MPC算法;