abaqus第三讲：应用壳单元..
abaqus 壳单元 约束 -回复
abaqus 壳单元约束-回复如何在Abaqus中对壳单元进行约束。
第一步：理解壳单元的约束壳单元是ABAQUS中常用的元素类型之一，用于模拟较薄的结构，如板材、壳体等。
在进行有限元分析时，我们需要对模型进行约束以确保计算结果的准确性。
约束定义了结构中的固定边界条件，以模拟实际应用中的限制和约束。
在ABAQUS中，我们可以使用多种方法对壳单元进行约束。
第二步：了解ABAQUS中的约束类型ABAQUS提供了多种约束类型，我们可以根据需求选择合适的约束类型。
常用的约束类型包括以下几种：1. 尺寸约束：通过定义壳单元的尺寸来约束其变形。
2. 强制位移：直接指定壳单元的位移数值，将其固定在特定位置。
3. 刚体约束：将壳单元与其它刚体元素连接，使其变形与之相同。
4. 约束面力：通过施加表面载荷来约束壳单元，例如施加法向力或剪切力。
第三步：创建约束在ABAQUS中，我们可以通过以下步骤创建约束：1. 打开ABAQUS的模型编辑器界面。
2. 导入或创建要进行约束的壳单元模型。
3. 选择要进行约束的壳单元，并选择适当的约束类型。
4. 根据约束的要求设置约束的参数。
例如，如果选择了尺寸约束，则需要指定壳单元的尺寸；如果选择了强制位移约束，则需要指定壳单元的位移数值。
5. 定义约束。
根据设置的参数，在模型中创建约束条件。
例如，对于尺寸约束，可以通过创建附加的边界条件或引入支撑元素来实现。
第四步：验证约束完成约束设置后，我们需要验证约束是否生效。
这包括以下几个步骤：1. 检查约束是否正确应用到壳单元上。
在模型编辑器中选择壳单元，并查看应用的约束条件。
2. 运行有限元分析。
在ABAQUS中运行模型，观察壳单元在约束条件下的变形情况。
3. 检查变形情况是否符合约束的要求。
根据实际需求，检查壳单元的变形情况是否在预期范围内。
第五步：调整约束条件根据实际分析需求和验证结果，我们可能需要调整约束条件以取得更好的分析结果。
这包括以下几个方面：1. 调整约束类型和参数。
abaqus壳单元截面内力
Abaqus壳单元截面内力简介Abaqus是一种强大的有限元分析软件，被广泛用于工程领域中的结构力学分析。
壳单元是Abaqus中常用的一种元素类型，用于模拟薄壳结构的行为。
在壳单元分析中，了解壳单元内力的分布和大小是非常重要的，可以帮助工程师评估结构的稳定性和强度。
本文将介绍如何使用Abaqus进行壳单元截面内力的计算，包括定义壳单元、施加荷载、设置分析步骤和查看结果。
将详细说明每个步骤的操作方法，并提供示例代码和图像来帮助读者更好地理解。
定义壳单元在Abaqus中，壳单元用于模拟薄壳结构的行为。
壳单元可以是平面应力、轴对称或三维应力类型。
在本文中，我们将介绍平面应力的壳单元。
首先，打开Abaqus软件并创建一个新模型。
然后，选择适当的工作平面，例如XY平面。
接下来，选择“Part”模块，并在工作平面上绘制一个封闭的曲线作为壳单元的边界。
确保曲线的方向是逆时针方向，以便正确定义壳单元的正面和背面。
然后，选择“Shell”工具栏中的壳单元类型，例如“Shell181”。
在模型中选择边界曲线，并定义壳单元的厚度和材料属性。
可以根据具体需求，设置不同的壳单元厚度和材料属性。
施加荷载在定义壳单元后，需要施加适当的荷载来模拟实际工况。
在Abaqus中，可以通过定义荷载步骤和荷载边界条件来实现。
首先，选择“Step”模块，并创建一个新的荷载步骤。
在步骤中，可以定义荷载的类型、大小和施加时间。
例如，可以选择静态荷载类型，并定义一个均匀分布的压力荷载。
然后，选择“Load”模块，并创建一个新的荷载边界条件。
在边界条件中，选择适当的载荷类型，例如“Pressure”。
根据实际情况，定义荷载的大小和施加位置。
可以选择在整个壳单元表面施加荷载，或者只在特定区域施加荷载。
设置分析步骤在定义壳单元和施加荷载后，需要设置适当的分析步骤来进行计算。
在Abaqus中，可以选择静态或动态分析步骤，具体取决于所研究问题的性质。
首先，选择“Step”模块，并创建一个新的分析步骤。
abaqus 壳单元 约束
abaqus 壳单元约束ABAQUS中构建壳-实体耦合约束的步骤：1. 前处理：- 几何模型的构建：模型使用UG建模，ABAQUS直接导入即可。
- 材料参数的定义：- 材料本构：在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨氏模量为2.1e5MPa，泊松比为0.3。
- 截面定义：通过Create Section为实体模型创建Solid，Homogeneous截面，为壳体部件创建shell，Homogeneous截面，并定义相应厚度。
- 截面指派：通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。
- 网格系统构建：- 装配：在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配。
- 网格划分：在Mesh模块中，划分网格，得到如下所示网格模型。
图3 网格模型- 单元类型：单元类型保持默认。
2. 求解：- 求解器的设定：在Step模块中通过Create Step创建静力通用分析步，分析步设置保持默认。
- 连接关系的构建：在interaction模块通过create constraint创建shell-solid coupling约束，shell 边选择与实体相连的边线，solid表面选择对应表面。
- 边界条件的设定：- 位移边界条件：在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择实体左端面，施加Encastre约束。
- 载荷边界条件：通过Create Load创建Pressure载荷，选择壳表面施加0.001MPa压力。
- 在Job模块中，创建相应作业并提交求解分析。
3. 后处理：- 在Visualization模块中，创建Stress和Displacement云图。
abaqus与nastran壳单元类型
《abaqus与nastran壳单元类型的比较与应用》近年来，有限元分析方法在工程设计领域得到了广泛的应用。
在有限元分析软件中，abaqus和nastran是两个常用的软件包，它们各自拥有多种壳单元类型，用于对薄壳结构进行分析。
本文将对abaqus与nastran的壳单元类型进行比较，并探讨其在工程实践中的应用。
一、abaqus壳单元类型1. 二维壳单元在abaqus中，常用的二维壳单元类型包括STRI65、S4R和S4。
STRI65是三节点三角形单元，适用于各种弯曲和薄壁结构的分析；S4R是四节点矩形单元，适用于各种应力状态下的薄壁结构的分析；S4是四节点四边形单元，也适用于各种应力状态下的薄壁结构的分析。
2. 三维壳单元对于三维壳结构，abaqus中常用的壳单元类型包括SHELL181和SHELL281。
SHELL181是六节点二次三角形单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构；SHELL281是八节点二次四边形单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构。
二、nastran壳单元类型1. 二维壳单元在nastran中，常用的二维壳单元类型包括SHELL4和SHELL63。
SHELL4是四节点四边形单元，适用于各种弯曲和薄壁结构的分析；SHELL63是六节点三角形单元，适用于各种弯曲和薄壁结构的分析。
2. 三维壳单元对于三维壳结构，nastran中常用的壳单元类型包括CBAR和CQUAD4。
CBAR是二节点柱单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构；CQUAD4是四节点四边形单元，适用于各种复杂应力状态下的薄壁结构。
三、abaqus与nastran壳单元类型的比较从上述介绍可以看出，abaqus与nastran在壳单元类型上有很多的相似之处，比如都有针对二维和三维壳结构的多种单元类型可供选择。
但同时也存在一些差异，比如abaqus中的SHELL181和nastran中的SHELL4，虽然都是用于薄壁结构的分析，但其节点数和形状略有不同。
ABAQUS计算指导0应用梁单元计算简支梁的挠度
ABAQUS计算指导0：应用梁单元计算简支梁的挠度对于梁的分析可以使用梁单元、壳单元或是固体单元。
Abaqus的梁单元需要设定线的方向，用选中所需要的线后，输入该线梁截面的主轴1方向单位矢量(x,y,z)，截面的主轴方向在截面Profile设定中有规定。
注意：因为ABAQUS软件没有UNDO功能，在建模过程中，应不时地将本题的CAE模型（阶段结果）保存，以免丢失已完成的工作。
简支梁，三点弯曲，工字钢构件，结构钢材质，E=210GPa，μ=0.28，ρ=7850kg/m3（在不计重力的静力学分析中可以不要）。
F=10kN，不计重力。
计算中点挠度，两端转角。
理论解：I=2.239×10-5m4，w中=2.769×10-3m，θ边=2.077×10-3。
文件与路径：顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq00。
一部件1 创建部件：Module，Part，Create Part，命名为Prat-1；3D，可变形模型，线，图形大约范围10(程序默认长度单位为m)。
2 绘模型图：选用折线，从(0,0)→(2,0)→(4,0)绘出梁的轴线。
3 退出：Done。
二性质1 创建截面几何形状：Module，Property，Create Profile，命名为Profile-1，选I型截面，按图输入数据，l=0.1，h=0.2，b l=0.1，b2=0.1，t l=0.01，t2=0.01，t3=0.01，关闭。
2 定义梁方向：Module，Property，Assign Beam Orientation，选中两段线段，输入主轴1方向单位矢量(0,0,1)或(0,0,-1)，关闭。
3 定义截面力学性质：Module，Property，Create Section，命名为Section-1，梁，梁，截面几何形状选Profile-1，输入E=210e9（程序默认单位为N/m2，GPa=109 N/m2），G=82.03e9，ν=0.28，关闭。
abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法
abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法文章标题：深度了解abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法一、引言在工程领域中，模拟和分析结构力学行为是非常重要的。
ABAQUS作为有限元分析软件，在工程结构分析和仿真中扮演着重要的角色。
在ABAQUS中，实体单元、壳单元和梁单元是常用的元素类型，它们可以用来模拟各种不同类型的结构和力学行为。
本文将深入探讨这些单元的定义与用法。
二、实体单元的定义与用法1. 实体单元是ABAQUS中最基本的有限元单元之一，通常用于模拟具有三维结构的实体物体。
它能够准确描述物体的体积和构造。
2. 实体单元适用于模拟压力容器、机械零件、汽车车身等实体结构的力学行为。
它能够有效分析结构的应力、应变、变形等力学特性。
3. 在实际工程中，使用实体单元时需要注意单元的类型、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
三、壳单元的定义与用法1. 壳单元是ABAQUS中常用的二维有限元单元，适用于模拟薄壁结构和板材。
它能够准确描述结构的曲率和变形。
2. 壳单元适用于模拟飞机机翼、船体、薄膜结构等薄壁结构的力学行为。
它能够有效分析结构的弯曲、剪切、挠曲等力学特性。
3. 在实际工程中，使用壳单元时需要注意单元的厚度、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
四、梁单元的定义与用法1. 梁单元是ABAQUS中用于模拟杆件和梁结构的有限元单元，适用于描述结构的轴向变形和弯曲变形。
2. 梁单元适用于模拟桥梁、支撑结构、梁柱结构等杆件和梁结构的力学行为。
它能够有效分析结构的弯曲、扭转、轴向变形等力学特性。
3. 在实际工程中，使用梁单元时需要注意单元的截面特性、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。
五、个人观点和理解在工程结构分析中，选择合适的有限元单元对于准确模拟和分析结构的力学行为是至关重要的。
实体单元、壳单元和梁单元都有各自的优缺点，工程师需要根据具体的结构特点和分析要求来选取合适的单元类型。
abaqus 壳单元 柱坐标系
Abaqus是一种强大的有限元分析软件，用于模拟和分析工程和科学问题。
其中，abaqus的壳单元和柱坐标系是两个重要的概念和功能，对于工程结构的分析和设计具有重要意义。
本文将分别介绍abaqus 的壳单元和柱坐标系，并探讨它们在工程实践中的应用。
一、abaqus的壳单元1.1 壳单元概念壳单元是一种用于模拟薄壁结构或表面结构的有限元单元。
在实际工程中，许多结构都属于薄壁结构或表面结构，如飞机机翼、汽车车身等。
使用壳单元可以更准确地模拟这些结构的受力和变形情况。
1.2 壳单元类型在abaqus中，常用的壳单元类型包括四边形单元、三角形单元和混合单元等。
不同类型的壳单元适用于不同的结构特点和分析要求，工程师可以根据实际情况选择合适的壳单元类型。
1.3 壳单元的建模和分析在abaqus中，建立壳单元模型可以通过几何建模、网格划分和边界条件设置等步骤完成。
在对壳单元结构进行分析时，可以考虑受力情况、变形情况、破坏模式等因素，通过abaqus的仿真分析功能获得结构的应力、应变、位移等数据。
1.4 壳单元的工程应用壳单元在工程实践中具有广泛的应用，如建筑结构、航空航天、汽车工程等领域都需要对壳单元结构进行分析和设计。
通过abaqus的壳单元功能，工程师可以更准确地预测结构的性能和行为，为工程设计和优化提供重要依据。
二、abaqus的柱坐标系2.1 柱坐标系概念柱坐标系是一种用于描述和分析圆柱形结构或圆柱坐标系下的结构的坐标系。
在实际工程中，许多结构都具有圆柱形特点，如桥梁墩柱、管道、轴承等。
使用柱坐标系可以更方便地描述和分析这些结构的受力和变形情况。
2.2 柱坐标系的建立和转换在abaqus中，建立柱坐标系可以通过坐标系设置、转换矩阵等功能完成。
工程师可以根据实际情况选择合适的柱坐标系类型，如圆柱坐标系、圆柱面坐标系等，进行结构的建模和分析。
2.3 柱坐标系的分析和设计在对柱坐标系下的结构进行分析和设计时，可以考虑受力情况、变形情况、稳定性等因素，通过abaqus的柱坐标系功能获得结构的受力状态、应变分布等数据，并对结构进行合理的设计和优化。
钢管混凝土ABAQUS建模过程
钢管混凝土ABAQUS建模过程Part模块一、钢管1.壳单元概念：壳单元用来模拟那些厚度方向尺寸远小于另外两维尺寸，且垂直于厚度方向的应力可以忽略的的结构。
以字母S开头。
轴对称壳单元以字母SAX开头，反对称变形的单元以字母SAXA开头。
除轴对称壳外，壳单元中的每一个数字表示单元中的节点数，而轴对称壳单元中的第一个数字则表示插值的阶数。
如果名字中最后一个字符是5，那么这种单元只要有可能就会只用到三个转动自由度中的两个。
2.壳单元库一般三维壳单元有三种不同的单元列示：①一般壳单元：有限的膜应变和任意大的转动，允许壳的厚度随单元的变形而改变，其他壳单元仅假设单元节点只能发生有限的转动。
②薄壳单元：考虑了任意大的转动，但是仅考虑了小应变。
③厚壳单元：考虑了任意大的转动，但是仅考虑了小应变。
壳单元库中有线性和二次插值的三角形、四边形壳单元，以及线性和二次的轴对称壳单元。
所有的四边形壳单元（除了S4）和三角形壳单元S3/S3R采用减缩积分。
而S4和其他三角形壳单元采用完全积分。
3.自由度以5结尾的三维壳单元，每一节点只有5个自由度：3个平动自由度和面内的2个转动自由度（没有绕壳面法线的转动自由度）。
然而，如果需要的话，节点处的所有6个自由度都是可以激活的。
其他三维壳单元在每一节点处有6个自由度（三个平动自由度和3个转动自由度）。
轴对称壳单元的每一节点有3个自由度：1 r-方向的平动2 z-方向的平动3 r-z平面内的平动4.单元性质所有壳单元都有壳的截面属性，它规定了壳单元的材料性质和厚度。
壳的横截面刚度可在分析中计算，也可在分析开始时计算。
①在分析中计算：用数值方法来计算壳厚度方向上所选点的力学性质。
用户可在壳厚度方向上指定任意奇数个截面点。
②在分析开始时计算：根据截面工程参量构造壳体横截面性质，不必积分单元横截面上任何参量。
计算量小。
当壳体响应是线弹性时，建议采用这个方法。
5.壳单元的应用如果一个薄壁构件的厚度远小于其整体结构尺寸，并且可以忽略厚度方向的应力，建议用壳单元来模拟。
abaqus第三讲：应用壳单元..
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Innovating through simulation
壳法线和壳面 壳单元的连接方式定义了它的正法线方向，如图所示：
对于轴对称壳单元，从节点1前进到节点2的方向经逆时针旋转90定义其正法线方向。 对于三维壳单元，根据出现在单元定义中的节点顺序，按右手法则围绕节点前进给出其 正法线方向。 壳体的顶表面是在正法线方向的表面，对于接触定义称其为 SPOS面；而底表面是在沿 着法线负方向的表面，对于接触定义称其为SNEG面。在相邻壳单元中的法线必须是一 致的。
在数值积分壳中截面点的分布
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当在分析过程中积分单元特性时，可指定壳厚度方向的截面点数目为任意奇数。 对性质均匀的壳单元，ABAQUS默认在厚度方向上取5个截面点，对于大多数非 线性设计问题这是足够了。但是，对于一些复杂的模拟必须采用更多的截面点， 尤其是当预测会出现反向的塑性弯曲时（在这种情况下一般采用9个截面点是足 够了）。对于线性问题，3个截面点已经提供了沿厚度方向的精确积分。当然， 对于线弹性材料壳，选择在分析开始时计算材料刚度更为有效。 如果选择仅在模拟开始时计算横截面刚度，材料行为必须是线弹性的。在这种情 况下，所有的计算都是以整个横截面上的合力和合力矩的形式进行。如果需要输 出应力或应变，在壳底面、中面和顶面，ABAQUS提供了默认的输出值。
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1
壳的材料方向 与实体单元不同，每个壳体单元都使用局部材料方向。各向异型材料的数据（如纤维 增强复合材料）和单元输出变量（如应力和应变）都是以局部材料方向的形式定义的。 在大位移分析中，壳面上的局部材料坐标轴随着各积分点上材料的平均运动而转动。
abaqus壳单元截面内力
abaqus壳单元截面内力
Abaqus是一款广泛使用的有限元分析软件，用于模拟各种工程材料的力学行为。
壳单元是Abaqus中的一种单元类型，通常用于模拟薄壁结构的弯曲和扭曲行为。
在Abaqus中，壳单元的截面内力（section forces）是指在壳单元的横截面上，由单元材料产生的力。
这些力通常包括轴向力（axial force）、剪切力（shear force）和弯曲力矩（bending moment）。
这些内力对于分析壳结构的稳定性、强度和刚度等方面非常重要。
在Abaqus中，可以通过以下步骤来查看壳单元的截面内力：打开Abaqus软件，加载你的模型和材料数据。
在主界面左侧的“Model Tree”中找到“Sections”选项，点击进入。
在“Sections”界面中，选择“Shell Section”选项卡。
在“Shell Section”选项卡中，你可以选择查看某个特定壳单元的截面内力。
选择需要查看的壳单元，然后在右侧的“Section Forces”区域中，你可以看到该壳单元的截面内力。
你可以通过调整“Section Forces”区域中的选项，来显示不同的截面内力分量（例如轴向力、剪切力和弯曲力矩）。
需要注意的是，在进行分析之前，你需要确保已经正确地定义了材料的属性（例如弹性模量、泊松比、密度等），并且适当地设置了边界条件和载荷条件。
这些因素都会影响壳单元截面内
力的计算结果。
第三讲ABAQUS INP文件介绍
ABAQUS INP文件介绍
50.0, 5.0 梁的截面属性应用到单元集 BEAMS中的所有单元 长度 宽度 矩形截面梁
－－－因为专注，所以卓越！
基本格式
材料模型 线弹性材料模型： *material，name=<材料名称> *elastic <弹性模量>，<泊松比> 塑性材料模型(D-P)：*material，name=<材料名称> *elastic <弹性模量>，<泊松比> *drucker prager <材料参数> *drucker prager hardening <硬化参数>
－－－因为专注，所以卓越！
两种类型的输出数据：场和历程数据 • 场数据用于模型绘图 （变形图、云图等）：
– *OUTPUT, FIELD
– ABAQUS/Standard: 在增量中指定输出频率 – ABAQUS/Explicit: 在写出输出期间，指定间距的数量
*HEADING CANTILEVER BEAM EXAMPLE UNITS IN MM, N, MPa *NODE 1, 0.0, 0.0 . . 11, 200.0, 0.0 *NSET, NSET=END 11, *ELEMENT, TYPE=B21, ELSET=BEAMS 1, 1, 3 . . 5, 9, 11 *BEAM SECTION, SECTION=RECT, ELSET=BEAMS, MATERIAL=MAT1 50.0, 5.0 ** Material from XXX testing lab *MATERIAL, NAME=MAT1 *ELASTIC 弹性选项块 2.0E5, 0.3 *BOUNDARY 1, ENCASTRE
abaqus 壳单元收敛问题
abaqus 壳单元收敛问题1. 避免简单错误引起收敛问题最常见的原因是大多是基本的建模错误。
比如：丢失边界条件、忘记接触定义、过约束、单位不一致、网格质量等。
每个人都会犯错，如何最小化错误？为相应分析工况建立对应的Checklist。
在构建或调试模型时，Checklist能够系统地提醒需要检查的事项，可以帮助避免更复杂的收敛问题。
不要忘记使用Datacheck!任何部分的解决方案都是有价值的。
运用你的直觉和对应该发生的事情的理解并将其与部分解中实际发生的事情进行比较。
常做Datacheck，部分求解结果都是有价值的，运用你的直觉和对应该发生的事情的理解，将其与部分结果进行比较。
2.不要使用纯静态分析模拟准静态运动静态解决方案的动画看起来是动态的，但这是一种错觉。
如果没有“接近”当前状态的静态平衡状态，就会出现收敛问题，Newton-Raphson牛顿-拉普森找不到不存在的解。
有时试图计算运动，却没有意识到静态稳定问题：触点卡住/滑倒、局部不稳定性、接触分离。
如何避免此类平衡问题所引起的不收敛？应用位移控制载荷替代力载荷、static stabilization (*STATIC, STABILIZE) 、切换为动态求解（Quasi-static implicit dynamics就非常有效）。
3. 理解并正确定义接触接触是收敛问题的一大原因，尽量避免：不足的接触表面，Abaqus接触是高效的，通常没有必要限制接触表面的范围；未解决的初始渗透，要么调整，要么在加载中正确处理；小滑移接触混入有限滑移接触内。
依赖于接触来获得静态平衡，是收敛问题的一大来源，不要害怕在装配模拟中添加一些约束，可以稍后删除它们。
4. 有效材料模型有时我们没有在定义材料模型这个非常重要的任务上投入足够的精力，即使一个糟糕的材料模型不会导致收敛问题，它也可能会影响真实模拟。
比如：线弹性材料模型用于大应变分析、塑性曲线问题（不规则数据）、不稳定超弹性材料。
ABAQUS例题
对于梁的分析可以使用梁单元、壳单元或是固体单元。
Abaqus的梁单元需要设定线的方向，用选中所需要的线后，输入该线梁截面的主轴1方向单位矢量(x,y,z)，截面的主轴方向在截面Profile设定中有规定。
注意：因为ABAQUS软件没有UNDO功能，在建模过程中，应不时地将本题的CAE模型（阶段结果）保存，以免丢失已完成的工作。
简支梁，三点弯曲，工字钢构件，结构钢材质，E=210GPa，μ=0.28，ρ=7850kg/m3（在不计重力的静力学分析中可以不要）。
F=10kN，不计重力。
计算中点挠度，两端转角。
理论解：I=2.239×10-5m4，w中=2.769×10-3m，θ边=2.077×10-3。
文件与路径：顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq00。
一部件1 创建部件：Module，Part，Create Part，命名为Prat-1；3D，可变形模型，线，图形大约范围10(程序默认长度单位为m)。
2 绘模型图：选用折线，从(0,0)→(2,0)→(4,0)绘出梁的轴线。
3 退出：Done。
二性质1 创建截面几何形状：Module，Property，Create Profile，命名为Profile-1，选I型截面，按图输入数据，l=0.1，h=0.2，b l=0.1，b2=0.1，t l=0.01，t2=0.01，t3=0.01，关闭。
2 定义梁方向：Module，Property，Assign Beam Orientation，选中两段线段，输入主轴1方向单位矢量(0,0,1)或(0,0,-1)，关闭。
3 定义截面力学性质：Module，Property，Create Section，命名为Section-1，梁，梁，截面几何形状选Profile-1，输入E=210e9（程序默认单位为N/m2，GPa=109 N/m2），G=82.03e9，ν=0.28，关闭。
abaqus壳单元的应用
图 5－3
网格细划对壳面法线的影响
5.1.4 参考面的偏移 壳的参考面是通过壳单元的节点和法线来定义的，用壳单元建模时，典型的 参考面是壳体的中面。 然而， 在很多情况下参考面定义为中面的偏移面更为方便。 例如，在 CAD 软件包里创建的曲面一般代表的是壳体的顶面或底面，在这种情 况下，定义参考面和 CAD 面一致是十分方便的。因此要偏移壳体中面。壳体参
5- 7
考虑到在复合材料层合壳模型中剪切柔度的影响，可采用厚壳单元(S4, S4R,
S3/S3R, S8R)来模拟它，此时需检验平面假定是否满足。
四边形或三角形的二次壳单元，对一般的小变形薄壳来说是很有效的，它们对 剪力锁闭和薄膜锁闭不敏感。 如果在接触分析中一定要用二阶单元，不要选用二阶三角形壳单元(STRI65)， 而要采用 9 节点的四边形壳单元(S9R5)。 对于几何线性的，但规模又非常大的模型，线性薄壳单元(S4R5)通常将比一般 壳单元效率更高。
图 5－7
在圆柱中默认的局部材料 1 方向
对于图中大多数单元，其局部 1 方向是环向的。然而，却有一行单元垂直于 整体 1 轴。对于这些单元来说，局部 1 方向为整体 3 轴在壳表面上的投影，使局 部 1 方向以轴向来代替环向。局部 1 方向的应力 11 的等位线图，看起来似乎很奇 怪，即大多数 11 为环向应力，而部分单元上的 11 为轴向应力。在这种情况下就 需要定义更适合的模型的局部方向，它们在下节讨论。
图 5－4 偏移值为 0.5 的壳体偏移示意图
5.2
壳体计算假定－厚壳或薄壳
壳体问题可以归结为二者之一：薄壳问题和厚壳问题。厚壳问题假定横向剪切
变形对计算结果有重要的影响。而薄壳问题是假定横向剪切变形对计算结果的影 响已经小到了可以忽略的地步。图 5－5 描述了横向剪切变形的影响。
abaqus 壳单元与梁单元连接方法之stringer的使用方法
abaqus 壳单元与梁单元连接方法之stringer的使用方法【原创版4篇】目录（篇1）1.引言2.Abaqus 壳单元与梁单元的连接概述3.Stringer 的定义及其在 Abaqus 中的应用4.Stringer 连接方法的步骤5.Stringer 连接方法的优点与局限性6.结论正文（篇1）1.引言在 Abaqus 中，壳单元和梁单元是两种常见的结构单元，分别用于模拟薄壳结构和梁式结构。
在实际工程中，这两种结构单元往往需要相互连接，以模拟复杂的结构体系。
Abaqus 提供了一种名为 Stringer 的连接方法，用于实现壳单元与梁单元的连接。
本文将详细介绍 Stringer 的定义及其在 Abaqus 中的应用。
2.Abaqus 壳单元与梁单元的连接概述Abaqus 中的壳单元和梁单元分别对应不同的单元类型，壳单元主要用于模拟薄壳结构，梁单元则用于模拟梁式结构。
在实际工程中，为了模拟复杂的结构体系，需要将这两种单元进行连接。
连接的方式有多种，其中 Stringer 连接方法是一种常用的方法。
3.Stringer 的定义及其在 Abaqus 中的应用Stringer，又称弦杆，是一种用于连接壳单元和梁单元的构件。
在Abaqus 中，Stringer 可以看作是一种特殊的梁单元，但它仅在两个特定的节点上存在，用于连接其他壳单元或梁单元。
通过使用 Stringer，可以实现壳单元与梁单元的刚性连接，从而模拟复杂的结构体系。
4.Stringer 连接方法的步骤使用 Stringer 连接壳单元和梁单元的步骤如下：（1）创建一个新的模型，添加所需的壳单元和梁单元；（2）找到需要连接的壳单元和梁单元，分别创建 Stringer，并设置Stringer 的材料属性；（3）将 Stringer 与壳单元和梁单元相连接，分别在 Stringer 的两个端点与壳单元和梁单元的节点相连接；（4）添加边界条件和载荷，进行求解计算。
abaqus系列教程-03有限单元和刚性体
abaqus系列教程-03有限单元和刚性体3. 有限单元和刚性体有限单元和刚性体是ABAQUS模型的基本构件。
有限单元是可变形的，⽽刚性体在空间运动不改变形状。
有限元分析程序的⽤户可能多少理解有限单元，⽽对在有限元程序中的刚性体的⼀般概念可能多少会感到陌⽣。
为了提⾼计算效率，ABAQUS具有⼀般刚性体的功能。
任何物体或物体的局部可以定义作为刚性体；⼤多数的单元类型都可以⽤于刚性体的定义（例外的类型列出在ABAQUS分析⽤户⼿册第2.4.1节“Rigid Body definition”）。
刚性体⽐变形体的优越性在于对刚性体运动的完全描述只需要在⼀个参考点上的最多六个⾃由度。
相⽐之下，可变形的单元拥有许多⾃由度，需要昂贵的单元计算才能确定变形。
当这变形可以忽略或者并不感兴趣时，将模型⼀个部分作为刚性体可以极⼤地节省计算时间，并不影响整体结果。
3.1 有限单元ABAQUS提供了⼴泛的单元，其庞⼤的单元库为你提供了⼀套强有⼒的⼯具以解决多种不同类型的问题。
在ABAQUS/Explicit 中的单元是在ABAQUS/Standard中的单元的⼀个⼦集。
本节将介绍影响每个单元特性的五个⽅⾯问题。
3.1.1 单元的表征每⼀个单元表征如下：●单元族●⾃由度（与单元族直接相关）●节点数⽬●数学描述●积分ABAQUS中每⼀个单元都有唯⼀的名字，例如T2D2，S4R或者C3D8I。
单元的名字标识了⼀个单元的五个⽅⾯问题的每⼀个特征。
命名的约定将在本章中说明。
单元族图3-1给出了应⼒分析中最常⽤的单元族。
在单元族之间⼀个主要的区别是每⼀个单元族所假定的⼏何类型不同。
实体单元壳单元梁单元刚体单元弹簧和粘壶桁架单元⽆限单元膜单元图3-1 常⽤单元族在本指南中将⽤到的单元族有实体单元、壳单元、梁单元、桁架和刚性体单元，这些单元将在其它章节⾥详细讨论。
本指南没有涉及到的单元族；读者若在模型中对应⽤它们感兴趣，请查阅ABAQUS分析⽤户⼿册的第V部分“Elements”。
abaqus 应用壳单元
在数值积分壳中截面点的分布
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Innovating through simulation
1
当在分析过程中积分单元特性时，可指定壳厚度方向的截面点数目为任意奇数。 对性质均匀的壳单元，ABAQUS默认在厚度方向上取5个截面点，对于大多数非 线性设计问题这是足够了。但是，对于一些复杂的模拟必须采用更多的截面点， 尤其是当预测会出现反向的塑性弯曲时（在这种情况下一般采用9个截面点是足 够了）。对于线性问题，3个截面点已经提供了沿厚度方向的精确积分。当然， 对于线弹性材料壳，选择在分析开始时计算材料刚度更为有效。
在圆柱形壳体中默认的局部材料1方向
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1
选择壳单元的一些建议：
对于需要考虑薄膜作用或含有弯曲模式沙漏的问题，以及具有平面弯曲的问题，当希 望得到更精确的解答时，可使用ABAQUS/Standard中的线性、有限薄膜应变、完全 积分的四边形壳单元（S4）。 线性、有限薄膜应变、减缩积分、四边形壳单元（S4R）是强健的，并适合应用于广 泛的问题。 线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3/S3R）可作为通用目的的壳单元使用。因 为在单元中是常应变的近似场，求解弯曲变形或者高应变梯度时可能需要精细的网格 划分。 在复合材料层合壳模型中，为了考虑剪切变形的影响，采用适合于模拟厚壳问题的单 元（S4, S4R, S3/S3R, S8R）；并检验平截面保持平面的假定是否满足。 四边形或三角形的二次壳单元，对于应用于一般的小应变薄壳是很有效的，这些单元 对于剪力自锁或薄膜自锁都不敏感。 如果在接触模拟中一定要使用二阶单元，不要使用二阶三角形壳单元（STRI65）， 而要采用9节点的四边形壳单元（S9R5）。 对于规模非常大但仅经历几何线性行为的模型，使用线性、薄壳单元（S4R5）通常 比通用目的的壳单元更节约计算成本。 对于包含任意的大转动和小薄膜应变的显式动态问题，小薄膜应变单元是有效的。
abaqus 壳单元节点顺序
题目：深度评估Abaqus壳单元节点顺序的重要性在工程和建筑领域中，Abaqus是一个常用的有限元分析软件，它可以帮助工程师和设计师模拟结构和材料的行为。
在Abaqus软件中，壳单元是一种常用的元素类型，用于模拟薄壁结构和板材。
在使用Abaqus进行模拟分析时，正确的壳单元节点顺序对于结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将深度评估Abaqus壳单元节点顺序的重要性，并探讨其影响及如何正确应用。
1. 了解Abaqus壳单元节点顺序的基本概念Abaqus软件中的壳单元是在平面内忽略厚度方向变化的结构，通常用于模拟薄壁结构，例如板材、壳体结构等。
在建模过程中，壳单元节点的顺序决定了单元横截面的正方向，它是在厚度方向正方向和剪切方向正方向之间形成的右手规则。
2. 壳单元节点顺序对分析结果的影响正确的壳单元节点顺序可以确保分析结果的准确性和可靠性，而错误的节点顺序可能导致分析结果的偏差和误差。
在应用Abaqus软件进行模拟分析时，如果壳单元节点顺序错误，可能会导致应力和应变计算错误，从而影响到结构的安全性和可靠性。
工程师和设计师在使用Abaqus软件进行建模和分析时，务必要注意壳单元节点顺序的正确性。
3. 如何正确应用Abaqus壳单元节点顺序在实际应用中，正确应用Abaqus壳单元节点顺序需要从两个方面来考虑。
要确保在建模过程中正确定义壳单元节点的顺序，通常可以通过软件中的图形界面或命令行来实现。
要对建模结果进行后处理，确保壳单元节点的顺序没有错误，并且分析结果符合实际工程要求。
总结回顾Abaqus壳单元节点顺序的正确性对于有限元分析结果的准确性和可靠性至关重要。
工程师和设计师在使用Abaqus软件进行建模和分析时，应该重视壳单元节点顺序的正确性，避免因错误的节点顺序导致分析结果的偏差和误差。
只有通过深入了解并正确应用壳单元节点顺序，才能确保分析结果的准确性和可靠性，从而保障工程结构的安全性和可靠性。
个人观点和理解作为一名有限元分析工程师，我深知Abaqus壳单元节点顺序的重要性。
abaqus实体单元和壳单元
1．实体单元实体单元可在其任何表面与其他单元连接起来。
C3D:三维单元CAX:无扭曲轴对称单元，模拟3600的环，用于分析受轴对称载荷作用，具有轴对称几何形状的结构；CPE:平面应变单元，假定离面应变ε33为零，用力模拟厚结构；CPS:平面应力单元，假定离面应力σ33为零，用力模拟薄结构；广义平面应变单元包括附加的推广：离面应变可以随着模型平面内的位置线性变化。
这种数学描述特别适合于厚截面的热应力分析。
可以扭曲的轴对称单元：用来模拟初始时为轴对称的几何形状，且能沿对称轴发生扭曲。
这些单元对于模拟圆柱形结构，例如轴对称橡胶套管的扭转很有用。
反对称单元的轴对称单元：用来模拟初始为轴对称几何形状的反对称变形。
适合于模拟像承受剪切载荷作用的轴对称橡胶支座一类的问题。
如果不需要模拟非常大的应变或进行一个复杂的，改变接触条件的问题，则应采用二次减缩积分单元（CAX8R,CPE8R,CPS8R,C3D20R）如果存在应力集中，则应在局部采用二次完全积分单元（CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等）。
对含有非常大的网格扭曲模拟（大应变分析），采用细网格划分的线性减缩积分单元（CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R等）对接触问题采用线性减缩积分单元或非协调元（CAX4I,CPE4I,CPS4I,C3D8I）的细网格划分。
如果在模型中采用非协调元应使网格扭曲减至最小。
三维情况应尽可能采用块状单元（六面体）。
当几何形状复杂时，完全采用块体单元构造网格会很困难，因此可能有必要采用稧形和四面体单元，但尽量少用，并远离需要精确求解的区域。
一些前处理程序包括网格划分方法，它们可用四面体单元构造任意形状的网格。
只要采用二次四面体单元（C3D10），其结果对小位移问题应该是合理的。
小结：在实体单元中所用的数学公式和积分阶数对分析的精度和花费有显著的影响；使用完全积分单元，尤其是一阶（线性）单元，容易形成自锁现象，正常情况不用；一阶减缩积分单元容易出现沙漏现象；充分的单元细化可减小这种问题；在分析中如有弯曲位移，且采用一阶减缩积分单元时，应在厚度方向至少用4个单元；沙漏现象在二阶减缩积分单元中较少见，一般问题应考虑应用这些单元；非协调单元的精度依赖于单元扭曲的量值；结果的数值精度依赖于所用的网格，应进行网格细化研究以确保该网格对问题提供了唯一的解答。
Abaqus壳单元的应力结果
Abaqus壳单元的应力结果
壳单元应力和应变分量的含义不同于实体单元。
默认情况下，实体单元的应力和应变分量都是基于全局坐标系，而壳单元的应力和应变分量是基于壳本身的局部坐标系。
如果在定义截面属性时指定了壳单元的局部坐标系，则应力、应变和截面力分量的方向都是基于此局部坐标系。
如果没有指定单元的局部坐标系，则采用默认的局部坐标系方向，其确定方法如下：（1）将全局坐标系的x方向在壳单元面上的投影作为局部坐标系的1方向（如下图左）。
如果全局坐标系的x方向与壳单元面法线方向的夹角≤0.1°，则将全局坐标系的z方向在壳单元面上的投影作为局部坐标第的1方向（如下图右）。
（2）局部坐标系的2方向与1方向夹角为90°，由右手螺旋法则确定，伸开右手，让四指的方向与壳单元节点编号顺序相同，大拇指的指向即为局部坐标系的3方向，局部坐标第的2方向也同时被确定。
对于包含位移自由度的壳单元，各个应力分量的含义如下：
S11：局部坐标系下1方向的正应力；
S22：局部坐标系下2方向的正应力；
S33：局部坐标系下3方向的正应力；
S12：局部坐标系下1、2方向的剪应力。
在局部坐标系下2、3方向和1、3方向没有剪应力分量存在，因此在Visualization功能模块中，场变量的输出结果中只胡S11、S22、S33、S12共4个分量。
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默认的壳体局部材料方向
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在（a）薄壳和（b）厚壳中的横截面行为
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按照将壳单元应用于薄壳和厚壳问题来划分，ABAQUS提供了多种壳单元。通用目的 的（general-purpose）壳单元对于应用于薄壳和厚壳问题均有效。在某些特殊用途的 情况下，通过应用在ABAQUS/Standard中的特殊用途壳单元可以获得增强的性能。 特殊用途的壳单元可归结为两类：仅为薄壳单元和仅为厚壳单元。所有特殊用途的壳 单元提供了可以有任意大的转动，但是限于小应变。薄壳单元施加了Kirchhoff约束； 即垂直于壳体中面的平截面保持垂直于壳中面，这样，或者是在单元公式的解析解答 （STRI3单元）或者是在通过罚函数约束的数值解答方面，施加了Kirchhoff约束。厚 壳单元是二阶四边形单元，在小应变应用中，对于使解答沿壳的跨度方向上平滑地变 化的载荷，这种单元能产生比通用目的的壳单元更加精确的结果。 如何判断一个给定的应用是属于薄壳还是厚壳问题，我们可以提供几点建议。对于厚 壳，横向剪切变形是重要的，而对于薄壳它则可以忽略不计。通过厚度与跨度的比值， 可以评估在壳体中横向剪切的显著性。对于由单一各向同性材料组成的壳体，当比值 大于1/15时可认为是厚壳；如果比值小于1/15，则可认为是薄壳。这些估计是近似的； 用户始终应当检验在模型中横向剪切的影响，以验证壳行为的假设。在复合材料层合 壳结构中，由于横向剪切变形较为显著，对于应用薄壳理论，这个比值必须是更小一 些。采用高度柔软中间层的复合材料层合壳（即“三明治”复合）具有非常低的横向 剪切刚度，所以它们几乎总是要作为厚壳来模拟；如果平截面保持平面的假设失效， 则应采用实体单元。
在圆柱形壳体中默认的局部材料1方向
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选择壳单元的一些建议：
对于需要考虑薄膜作用或含有弯曲模式沙漏的问题，以及具有平面弯曲的问题，当希 望得到更精确的解答时，可使用ABAQUS/Standard中的线性、有限薄膜应变、完全 积分的四边形壳单元（S4）。 线性、有限薄膜应变、减缩积分、四边形壳单元（S4R）是强健的，并适合应用于广 泛的问题。 线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3/S3R）可作为通用目的的壳单元使用。因 为在单元中是常应变的近似场，求解弯曲变形或者高应变梯度时可能需要精细的网格 划分。 在复合材料层合壳模型中，为了考虑剪切变形的影响，采用适合于模拟厚壳问题的单 元（S4, S4R, S3/S3R, S8R）；并检验平截面保持平面的假定是否满足。 四边形或三角形的二次壳单元，对于应用于一般的小应变薄壳是很有效的，这些单元 对于剪力自锁或薄膜自锁都不敏感。 如果在接触模拟中一定要使用二阶单元，不要使用二阶三角形壳单元（STRI65）， 而要采用9节点的四边形壳单元（S9R5）。 对于规模非常大但仅经历几何线性行为的模型，使用线性、薄壳单元（S4R5）通常 比通用目的的壳单元更节约计算成本。 对于包含任意的大转动和小薄膜应变的显式动态问题，小薄膜应变单元是有效的。
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壳体厚度和截面点（section points）
需要用壳体的厚度来描述壳体的横截面，必须对它进行定义。除了定义壳体厚度之外， 无论是在分析过程中或者是在分析开始时，都可以得到横截面的刚度。
如果你选择在分析过程中计算刚度，ABAQUS采用数值积分法沿厚度方向的每一个 截面点（section points）（积分点）独立地计算应力和应变值，这样就允许了非线 性的材料行为。例如，弹塑性材料的壳在内部截面点还保持弹性时，其外部截面点可 能已经达到了屈服。在S4R（4节点、减缩积分）单元中唯一的积分点的位置和沿壳 厚度上截面点的分布如图所示：
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壳的材料方向 与实体单元不同，每个壳体单元都使用局部材料方向。各向异型材料的数据（如纤维 增强复合材料）和单元输出变量（如应力和应变）都是以局部材料方向的形式定义的。 在大位移分析中，壳面上的局部材料坐标轴随着各积分点上材料的平均运动而转动。
在数值积分壳中截面点的分布
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当在分析过程中积分单元特性时，可指定壳厚度方向的截面点数目为任意奇数。 对性质均匀的壳单元，ABAQUS默认在厚度方向上取5个截面点，对于大多数非 线性设计问题这是足够了。但是，对于一些复杂的模拟必须采用更多的截面点， 尤其是当预测会出现反向的塑性弯曲时（在这种情况下一般采用9个截面点是足 够了）。对于线性问题，3个截面点已经提供了沿厚度方向的精确积分。当然， 对于线弹性材料壳，选择在分析开始时计算材料刚度更为有效。 如果选择仅在模拟开始时计算横截面刚度，材料行为必须是线弹性的。在这种情 况下，所有的计算都是以整个横截面上的合力和合力矩的形式进行。如果需要输 出应力或应变，在壳底面、中面和顶面，ABAQUS提供了默认的输出值。
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壳法线和壳面 壳单元的连接方式定义了它的正法线方向，如图所示：
对于轴对称壳单元，从节点1前进到节点2的方向经逆时针旋转90定义其正法线方向。 对于三维壳单元，根据出现在单元定义中的节点顺序，按右手法则围绕节点前进给出其 正法线方向。 壳体的顶表面是在正法线方向的表面，对于接触定义称其为 SPOS面；而底表面是在沿 着法线负方向的表面，对于接触定义称其为SNEG面。在相邻壳单元中的法线必须是一 致的。Biblioteka 北京怡格明思工程技术有限公司
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壳体公式—厚壳或薄壳
壳体问题一般可以归结为以下两类之一：薄壳问题和厚壳问题。厚壳问题假设横 向剪切变形对计算结果有重要的影响。另一方面，薄壳问题假设横向剪切变形是 小到足以忽略。图(a) 描述了薄壳的横向剪切行为：初始垂直于壳面的材料线在 整个变形过程中保持直线和垂直。因此，横向剪切应变假设为零（ 0）。图(b) 描述了厚壳的横向剪切行为：初始垂直于壳面的材料线在整个变形过程中并不要 求保持垂直于壳面，因此，发生了横向剪切变形（ 0 ）。
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局部材料方向的默认设置有时可能会产生问题；关于这方面的一个例子是圆柱形壳体， 如图所示。对于图中大多数单元，其局部1方向就是环向。然而，有一行单元垂直于 整体1轴，对于这些单元，局部1方向为整体3轴在壳上的投影，使该处的局部1方向 变为轴向，而不是环向。沿局部1方向的应力的等值线图看起来就会非常奇怪，由于 大多数单元的为环向应力，而部分单元的为轴向应力。在这种情况下，对于模型需要 定义更适合的局部方向：
第三讲
王慎平
应用壳单元
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应用壳单元可以模拟结构，该结构一个方向的尺度（厚度）远小于其它方向的尺度， 并忽略沿厚度方向的应力。例如，压力容器结构的壁厚小于典型整体结构尺寸的 1/10，一般就可以用壳单元进行模拟。以下尺寸可以作为典型整体结构的尺寸： 支撑点之间的距离。 加强件之间的距离或截面厚度有很大变化部分之间的距离。 曲率半径。 所关注的最高阶振动模态的波长。 ABAQUS壳单元假设垂直于壳面的横截面保持为平面。不要误解为在壳单元中也要 求厚度必须小于单元尺寸的1/10，高度精细的网格可能包含厚度尺寸大于平面内尺 寸的壳单元（尽管一般不推荐这样做），实体单元可能更适合这种情况。 在ABAQUS中具有两种壳单元：常规的壳单元和基于连续体的壳单元。通过定义 单元的平面尺寸、表面法向和初始曲率，常规的壳单元对参考面进行离散。但是， 常规壳单元的节点不能定义壳的厚度；通过截面性质定义壳的厚度。 另一方面，基于连续体的壳单元类似于三维实体单元，它们对整个三维物体进行离 散和建立数学描述，其动力学和本构行为是类似于常规壳单元的。对于模拟接触问 题，基于连续体的壳单元与常规的壳单元相比更加精确，因为它可以在双面接触中 考虑厚度的变化。然而，对于薄壳问题，常规的壳单元提供更优良的性能。