走出复合材料实体壳单元与实体单元的误区

首先，用 composite layup 工具直接为复合材料层合板建模，是 ABAQUS 的一个快捷的工具，其中包括三种单元类型：壳单元、实体壳单元、实体单元。如下图：


首先对于传统的壳单元则模型是一个平面，只能是一层单元了，这个是毫无疑问的了。而对于实体壳，其实是三维单元，只不过它采用了传统壳的本构模型；实体单元当然是三维的了。
若采用后面两种单元，如果在 Edit Composite Layup 中选择 Region 的时候直接对实体部件进行选择，如果在在厚度上只有一层单元，这样是没有问题的。如果是两层以上，那么在每一层单元上都会赋予在 Composite Layup 中所有的铺层，也就是说这时候就重复了，所以在帮助文件里说如果在厚度上单元多于一个就会出现不希望出现的结果。
但是这并不是说在厚度方向（即复合材料的叠层方向）上只能划分一层单元，如果层合板太厚，就会影响结果的精度。其实在厚度上可以划分多余一层的单元，方法如下：
首先要计算好在厚度上要划分几层单元，建议不要太多，会带来很大的麻烦，对结果也没有太大的帮助，例如，厚度为 10 ，每一复合材料单层的厚度为 2 （当然每一层不一定相等），共 5 层，我在厚度上划分两层单元，第一层上有两个复合材料单层，厚度共为 4, ；第二层单元有 3 个复合材料单层，厚度共为 6 。这样首先我在部件实体上划分单元，由于这里的单元边长不一样，为了精确划分，使用下图中的边撒种子偏心（ seed edge ： Biased ），当然如果均等就没有必要这样划分了，可以直接撒种子个数。这样划分出如下图中的网格。


首先为两层单元分别建立composite layup，在Region里选择的时候一定不要再直接选择实体了，而是要选择一层的单元。分别为其选择相应一层的单元，这样就ok了。
用不同分层方法算了一个简单例子（见附件），运算结果区别较大，大家认为哪一个比较精确？例子说明：复合材料棒（1（厚）X 2(宽) X20 (长) m），一端面固定，500N的朝上的集中力施加在另一端上面两个角上。方法1：厚度方向1个单元，4 plies / Element； 方法2：厚度方向2个单元， 2 plies / Element； 方法3：厚度方向4个单元，1 ply / Element 。