ABAQUS中壳的材料方向

2016-11-14  by:CAE仿真在线  来源:互联网

当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时,可以用壳单元进行模拟。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。

与实体单元不同,每个壳体单元都使用局部材料方向。

1、默认的局部材料方向

局部材料的1和2方向位于壳面内,默认的局部1方向是整体坐标1轴在壳面上的投影,如果整体1轴垂直于壳面,则将整体3方向投影到壳面形成1方向,壳面的正法线方向为3方向,对于壳面内的2方向,利用3x1=2方向(3方向叉积1方向)确定。即局部的1、2、3方向构成右手坐标系。

然而,在更多的情况下,利用默认的局部材料设置并不能顺利完成定义,尤其是对于曲面、圆筒等结构,而此时就需要利用其它方法定义合适的材料方向。

2、可变的材料方向

应用局部的直角、圆柱或者球坐标系,可以代替整体坐标系,如下图所示。定义局部坐标系(x',y',z')的方向,并使局部坐标轴的方向与材料方向一致。为此,必须先指定一个最接近垂直于壳体的局部轴,以及绕该轴的旋转量(如果需要)。ABAQUS按照坐标轴的循环顺序(1,2,3)及用户的选择将坐标轴投影到壳体上,从而构成材料的1方向。例如,如果选择了x'轴,ABAQUS将y'轴投影到壳体上而构成材料的1方向。由壳法线和材料1方向的叉积来确定2方向。

如果这些局部坐标轴没有建立理想的材料方向,就需要用到前面设置的绕轴转动了。在将轴投影前,先按照该转动量进行转动,然后投影得到最终的局部材料方向。

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