ABAQUS中殼的材料方向

2016-11-14  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

當結構一個方向的尺度(厚度)遠小于其它方向的尺度,并忽略沿厚度方向的應力時,可以用殼單元進行模擬。在ABAQUS中具有兩種殼單元:常規的殼單元和基于連續體的殼單元。

與實體單元不同,每個殼體單元都使用局部材料方向。

1、默認的局部材料方向

局部材料的1和2方向位于殼面內,默認的局部1方向是整體坐標1軸在殼面上的投影,如果整體1軸垂直于殼面,則將整體3方向投影到殼面形成1方向,殼面的正法線方向為3方向,對于殼面內的2方向,利用3x1=2方向(3方向叉積1方向)確定。即局部的1、2、3方向構成右手坐標系。

然而,在更多的情況下,利用默認的局部材料設置并不能順利完成定義,尤其是對于曲面、圓筒等結構,而此時就需要利用其它方法定義合適的材料方向。

2、可變的材料方向

應用局部的直角、圓柱或者球坐標系,可以代替整體坐標系,如下圖所示。定義局部坐標系(x',y',z')的方向,并使局部坐標軸的方向與材料方向一致。為此,必須先指定一個最接近垂直于殼體的局部軸,以及繞該軸的旋轉量(如果需要)。ABAQUS按照坐標軸的循環順序(1,2,3)及用戶的選擇將坐標軸投影到殼體上,從而構成材料的1方向。例如,如果選擇了x'軸,ABAQUS將y'軸投影到殼體上而構成材料的1方向。由殼法線和材料1方向的叉積來確定2方向。

如果這些局部坐標軸沒有建立理想的材料方向,就需要用到前面設置的繞軸轉動了。在將軸投影前,先按照該轉動量進行轉動,然后投影得到最終的局部材料方向。

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