壳单元与实体单元的计算结果比较

为了分析不同的单元对仿真结果的影响，本文构造简单模型，分析不同单元及变形理论对计算结果的影响。

所构造的分析对象为一30mm×18mm×1mm的钢板，钢的杨氏模量210000Mpa，泊松比0.3，密度7.9×10^-9t/mm^3。边界条件为沿着板的长度方向，一端固定，一端施加1mm的垂直板厚度方向的位移。

创建的有限元模型，用实体单元分析时，板在长，宽和厚度方向分成30/18/4等分；用壳单元分析时，在长度和宽度方向分别分成32/18等分。板的固定端约束了1-3自由度，壳的固定端约束了1-6自由度。对不同单元的模型使用MSC. Marc计算并分别统计了采用小变形理论（Small strain）和大变形理论（Large strain）时得到的端部反作用力。

上表的计算结果表明：

1. 在使用小变形理论时，采用完全积分的实体单元的反作用力比采用壳单元时的反作用力大，采用减缩积分的实体单元和壳单元的计算结果接近，说明在小变形理论模型下，采用完全积分的实体单元比采用壳单元时结构的刚度大。

2. 在使用大变形理论时，采用实体单元和壳单元的反作用力计算结果比采用小变形模型时得到的大很多，可见选择合适的模型很重要。

3. 在使用大变形理论进行计算时，采用壳单元的反作用力结果更大，说明此时结构偏刚，使用实体壳单元得到的反作用力最大。