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有限元分析中常用的2D单元及其适用场合

2019年04月28日 CAE 阅读 3,328 views 次

4、Membrane: 膜单元

膜单元(Membrane)的每个节点有3个自由度,平面内的平动自由度 Ux, Uy,法线方向的转动自由度θz。

实际应用:气球,挡板。

5、Thin shell: 薄壳单元

薄壳单元(Thin shell)是最常用的2D单元,每个节点有6个自由度(Ux, Uy, Uz, θx, θy, θz)。薄壳单元可以看作是板单元和膜单元的组合,即:

Thin Shell = Plate + Membrane

( Ux , Uy , Uz , θx , θy , θz) = Uz , θx , θy + Ux , Uy , θz

(3T+3R) = (1T+2R) + (2T+1R)

实际应用:壳单元是最常用的单元类型之一。

6、Axisymmetric Solid: 轴对称实体单元

轴对称实体单元(Axisymmetric Solid)每个节点有2个平面内的平动自由度 Ux, Uz , Z轴为转动轴。为什么2D单元却以实体单元命名?这是因为尽管轴对称实体单元是2D单元,但它代表的却是实体。在CAD软件中创建圆柱类零件时,我们需要定义回转轴和矩形截面。同样,对于轴对称模型,我们也需要定义一个回
转轴和一个截面(平面单元)。平面2D单元也就在数学上等效于3D回转类模型。

实际应用:压力容器、 轴对称边界条件作用下的回转类零件。

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