有限元中关于壳与壳连接、体与壳连接的思考

leejack

　　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。



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