ABAQUS中壳的材料方向

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ABAQUS中壳的材料方向
    当结构一个方向的尺度（厚度）远小于其它方向的尺度，并忽略沿厚度方向的应力时，可以用壳单元进行模拟。在ABAQUS中具有两种壳单元：常规的壳单元和基于连续体的壳单元。
    与实体单元不同，每个壳体单元都使用局部材料方向。
1、默认的局部材料方向
   局部材料的1和2方向位于壳面内，默认的局部1方向是整体坐标1轴在壳面上的投影，如果整体1轴垂直于壳面，则将整体3方向投影到壳面形成1方向，壳面的正法线方向为3方向，对于壳面内的2方向，利用3x1=2方向（3方向叉积1方向）确定。即局部的1、2、3方向构成右手坐标系。

    然而，在更多的情况下，利用默认的局部材料设置并不能顺利完成定义，尤其是对于曲面、圆筒等结构，而此时就需要利用其它方法定义合适的材料方向。
2、可变的材料方向
    应用局部的直角、圆柱或者球坐标系，可以代替整体坐标系，如下图所示。定义局部坐标系（x',y',z'）的方向，并使局部坐标轴的方向与材料方向一致。为此，必须先指定一个最接近垂直于壳体的局部轴，以及绕该轴的旋转量（如果需要）。ABAQUS按照坐标轴的循环顺序（1,2,3）及用户的选择将坐标轴投影到壳体上，从而构成材料的1方向。例如，如果选择了x'轴，ABAQUS将y'轴投影到壳体上而构成材料的1方向。由壳法线和材料1方向的叉积来确定2方向。

    如果这些局部坐标轴没有建立理想的材料方向，就需要用到前面设置的绕轴转动了。在将轴投影前，先按照该转动量进行转动，然后投影得到最终的局部材料方向。