Навчальна тема
Оболонкові елементи
Shell-елементи для пластин і тонкостінних конструкцій: мембранна та згинальна робота, DOF, товщина і вибір між shell та solid.
Оболонковий (оболонковий (оболонковий (shell))) елемент моделює тонку або помірно товсту конструкцію її серединною поверхнею, а товщина задається як властивість. Це дозволяє описувати великі за площею тонкостінні конструкції без побудови кількох шарів об’ємний (об’ємний (solid))-елементів по товщині.
Мембранна і згинальна робота
Оболонка може сприймати сили у власній площині та згинальні моменти. Вузловий набір DOF тому зазвичай містить поступальні переміщення і обертання. Конкретний набір залежить від формулювання елемента.
Згинова жорсткість ізотропної тонкої пластини визначається величиною $$D = \frac{E t^{3}}{12(1-\nu^{2})}$$. Кубічна залежність від товщини показує, чому навіть невелика зміна $t$ істотно впливає на згин.
Shell чи об’ємний (об’ємний (solid))?
Shell доцільний, коли товщина мала порівняно з іншими розмірами й детальний розподіл напружень через товщину не є головною метою. Solid потрібен для масивних зон, складного контакту, локальних концентраторів або коли тривимірний стан через товщину принципово важливий. Для оболонковий (оболонковий (shell)) також критичні правильна орієнтація локальних осей і коректне задання товщини.
Про цю тему
Оболонкові скінченні елементи моделюють тонкі й помірно товсті конструкції серединною поверхнею. Розглянуто мембранну і згинальну роботу, поступальні та обертальні DOF, роль товщини та критерії вибору shell замість 3D solid.