有限元中关于壳与壳连接、体与壳连接的思考
最近因为项目的原因,特别关注壳与壳连接、体与壳连接的仿真,查看了一些资料,对这个问题都没有明确的解答,结合资料我自己思考后,总结了一下:我把连接分为耦合和接触;
1、壳与壳的耦合
边-边耦合当然不存在问题。对面面耦合,一般情况下,节点在壳的中面,这样的话节点重合后,实体模型中壳与壳似乎干涉了,如何解决这个问题,在ansys中有两种处理方法,一种是节点偏置,一种是采用层合单元,我的理解,对某些问题,甚至根本不用处理,直接把节点重合就可以了,对结果影响不大。
2、壳与壳接触
没有看到实际的例子,记得好像dytran中有一个板与板碰撞的例子,但是忘记这个例子中是否考虑了中面的问题,除了碰撞外,其它情况下,需要模拟壳与壳接触的好像不多,即使存在这种情况,可考虑用体单元建模。壳与壳接触的难点,我觉得有两个,一个是模型怎么建,壳单元是否要节点偏置,如果节点在中面,壳与壳之间是否要分开一个距离,另一个是接触怎么设置,接触单元的设置选项要考虑壳的厚度。
3、壳与体耦合
壳的边与体的面耦合,这种情况往往存在力矩的传递,而壳单元与体单元的自由度不一致,所以一定要处理,处理方法有三种,第一种,耦合加约束方程;第二种,用接触单元(MPC方法),第三种,用复合单元处理,第三种未见到实例。壳的面与体的面耦合,这种情况一般不存在扭矩的传递,处理方法对壳单元用节点偏置,然后直接耦合(节点重合)就可以了,我认为这是最简单的,对结果基本无影响,如果要复杂的话,就先节点偏置,再用MPC,但是未看到壳的面与体的面耦合的实例。
4、壳与体接触
未看到实例,它的难点与壳与壳接触类似,感觉建实体模型更容易处理,但是计算量可能偏大。
转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_3ffb65190100qccx.html
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