第1个回答 2022-08-01
当结构在一个方向上的尺寸远小于其它方向上的尺寸，并且可以忽略厚度方向上的应力变化时，就可以将结构简化为壳单元进行模拟。因此，壳单元在诸如压力容器、钢结构等方面的应用是非常广泛的。采用壳单元模拟结构可以缩小模型的求解规模，但有时为了局部结构的细化分析，也有必要对局部采用实体单元进行建模。这时，就涉及到了壳单元与实体单元之间的连接问题。
之前在工作中曾遇到过有的工程师通过共节点的方式将壳单元与实体单元进行连接。我们知道ABAQUS中的壳单元节点有6个自由度，而实体单元节点有3个自由度，那么简单粗暴的将节点进行连接之后，节点之间力的传递会是正确的吗，当然不是，这属于原理上的错误。那么壳和实体怎样的连接才是正确的呢？对于这种常规的问题，ABAQUS作为有限元分析中的贵族当然有它具体的方案，它就是shell to solid coupling。
接下来就给大家简单介绍如何在hypermesh中创建这种连接：
首先，shell to solid coupling是基于面的，类似于创建接触对时需要一个从面和一个主面，创建shell to solid coupling时则需要一个edge based surface 和一个solid surface。contact manager中的surface用于创建需要耦合的面。壳单元的边选择3D solid-edge based，实体面选择3D solid gasket分别进行创建。
接下来就是创建耦合了，耦合的创建在contact manager中的interface中进行，新建时选择shell to solid coupling：
然后，将之前创建完成的面分别赋予slave和master：
最后是完成parameter的定义：
shell to solid coupling需要定义两个参数：影响距离和位置容差。 前者指实体面上的节点到壳面的垂直距离，处于指定距离内的实体面节点将建立耦合，默认值为壳厚度值的1/2；后者指壳面上的节点到实体面的距离，同样，在指定距离内的节点被用于建立耦合。
如此，一个shell to solid coupling 就被创建完成。Abaqus CAE中的相关命令在Interaction模块中的Creat Constraint中，感兴趣的同学可以尝试下其中的创建方法。