Abaqus 中壳与实体的连接你会么？Tie与Shell-to-solid的区别
Abaqus 最大的优势之一是其庞大的可用单元库，这意味着你可以同时优化分析的准确性和效率。众所周知，当我们建模非常薄的结构，比如压力容器的壁时，使用壳单元而非实体更有利。我们无需担心墙体厚度中实体元件的数量，因为在壳体构造中可以选择任意多的积分点。
但当我们遇到需要相对细小、贯厚的实心网格来正确解决与分析相关的应力和应变时，会发生什么？我们能在壳体模型中添加一块 3D 元素吗？答案是肯定的。但别那么快......我们如何将它们结合起来？继续阅读，了解详情！
将壳单元与实体单元连接的选项
首先，我们应该注意，这里有两个主要选项可以将这两个地区合并。它们分别是“连接约束”和“壳体与固体耦合”。但两者有什么区别呢？
Tie约束
TIE 约束在有限元分析（FEA）代码中相当普遍，尽管它们常被赋予其他名称——比如“绑定”。这些用于在结构模型中节点之间建立平移和旋转键（在不同物理分析时，其他自由度）。节点连接在一起时，表面彼此非常接近，而对于壳体边缘，通常仅沿所表示厚度中心的一条线连接（无论壳体厚度如何——这很重要！）。还有什么比 Abaqus 手册更适合找好原理图的呢？
壳体与固体耦合
而壳体与固体的耦合则考虑壳体的厚度，即使壳体沿边缘与固体连接。Abaqus 不只是简单地将局部节点绑定在一起，而是组装约束，将每个壳节点的位移和旋转与壳体节点附近固体表面的平均位移和旋转耦合。这是一个重要的区别，我们将在下面的示例问题中说明原因。
壳体与固体耦合通过强制自动创建一套内部分布耦合器来实现，连接壳体边缘与对面固体表面。实际上，每个壳节点都有自己的分配耦合，附近的实心节点作为耦合节点。这使得作用于壳层节点的力和力矩分布可以以自平衡方式转换为作用于相关耦合面节点集 合上的力（固体元件节点无旋转自由度）。
你应该选择哪种方式？
那么，我们应该选择哪一个来做下面的分析示例呢？让我们来一探究竟！
这里我们有一个简单的拉伸板模型。如你所见，60x20x5mm 钢板长度中段，壳体和实心构件之间有连接处，我们将在一端施加 100 牛顿的拉伸载荷。让我们看看会发生什么......
正如你在下方图片左侧看到的，绑定版本中应力的连续性非常差。这是因为平局正如其名——它在“绑定”最接近节点的平移。与此同时，三维元素中领带触及范围之外的节点可以自由移动。这导致了你在下方厚度中间节点上看到的人工应力集中。
右侧的壳体与固体耦合体因其分布性，在壳体与固体元件之间产生了良好的应力和挠度连续性。当然，在实心元件主要由壳体网格拼接时，这种方式更为理想。
让我们回顾一下：
当你试图保持板材或薄壁结构的厚度连续性时，使用壳体与固体耦合器是合适的 如果你是因为其他原因把壳体附着到实体上，Tie连接是合适的（不过要注意实体元素节点缺乏旋转自由度）。
总结感想
壳体与固体接头可能在Abaqus听说过，但你可能不太清楚它们是什么，或者什么时候适合使用？希望这篇简短的帖子能让你了解它们的功能，也许你会开始看到未来更需要它们的地方？
