殼(shell)單元的應力分量S11、S22、S33、S12分別代表什么方向，為什么沒有S13

和 S23？

殼單元應力和應變分量的含義不同于實體單元。默認情況下，實體單元的應力和應變分量都是基于全局坐標系，而殼單元的應力和應變分量是基于殼本身的局部坐標系。

如果在定義截面屬性時指定了殼單元的局部坐標系，則應力、應變和截面力分量的方向都是基于此局部坐標系。如果沒有指定殼單元的局部坐標系，則采用默認的局部坐標系方向，其確定方法如下：

1）將全局坐標系的x方向在殼單元面上的投影作為局部坐標系的1方向。如果全局坐標系的x方向與殼單元面法線方向的夾角≤0.1°，則將全局坐標系的z方向在殼單元面上的投影作為局部坐標系的1方向。

2）局部坐標系的2方向與1方向夾角為90°，由右手螺旋法則確定，伸開右手，讓四指的方向與殼單元節(jié)點編號順序相同，大拇指的指向即為局部坐標系的3方向，局部坐標系的2方向也同時被確定。

關(guān)于局部坐標系的詳細介紹，請參見ABAOUS6.7幫助文檔《ABA0USAnalysis User’sManual》第1.2.2節(jié)“Conventions”以及本書第1.1.5節(jié)“ABAQUS 中的坐標系”。

提示，在：visualizaton 功能模塊中單擊!(Po：Matemal 0r&niations on Delormed shape

按鈕，就可以查看殼單元局部坐標系的方回。

對于包含位移自由度的殼單元，各個應力分量的含義如下。

S11：局部坐標系下1方向的正應力。

S22：局部坐標系下2方向的正應力。

S33：局部坐標系下3方向的正應力。

S12：局部坐標系下1、2方向的剪應力

在局部坐標系下2、3方向和1、3方向沒有剪應力分量存在，因此在Visualization功能模塊中，場變量的輸出結(jié)果中只有S11、S22、S33、S124個應力分量。

下面的例子可以幫助讀者加深對殼單元應力分量的理解。圓管內(nèi)徑為5mm，度為0.1mm，兩端施加100N/mm’的軸向拉伸載荷。為便于施加邊界條件，根據(jù)模型的對稱性對1/4圓管建模(如圖11-11所示)，在3條邊上分別定義3個方向上的對稱邊界條件，載荷類型為Shell edge load(單位長度上的載荷)，大小為10N/mm’。殼單元類型為 S4。

圖11-11 1/4圓管的實例

全局坐標系如圖11-11所示。根據(jù)前面介紹的規(guī)則，殼單元的局部坐標系為：

1方向：圓筒面的切向(全局坐標系的x方向在殼單元面上的投影)

2方向：圓筒面的軸向。

3 方向：圓簡面的法向。

在分析結(jié)果中，S22為100N/mm'，S11、S33和S12都為0。此時圓管的受力狀態(tài)與殼單元的厚度無關(guān)，屬于彈性力學中的平面應力問題。

梁(beam)單元與殼單元類似，其應力分量同樣是基于局部坐標系的，詳細介紹請參見ABAOUS 6.7幫助文檔《ABAQUS Analysis User's Manual》第23.3.4節(jié)”Beam element cross-section orientation“和第23.3.8節(jié)”Beam element library“。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS有限元分析常見問題解答》，侵刪）

版權(quán)與免責聲明：

凡未注明作者、來源的內(nèi)容均為轉(zhuǎn)載稿，如出現(xiàn)版權(quán)問題，請及時聯(lián)系我們處理。我們對頁面中展示內(nèi)容的真實性、準確性和合法性均不承擔任何法律責任。如內(nèi)容信息對您產(chǎn)生影響，請及時聯(lián)系我們修改或刪除。