Ansys中Shell63單元和Shell41的比較
Ansys中的Shell63號單元為板殼單元，可以模擬板殼的平面膜應力和平面彎曲，可以通過參數K1設置只有平面膜應力分量或/和平面彎曲分量；Shell41號單元為膜應力單元，僅具有平面膜應力分量，可以通過參數K1設置單元承受拉壓應力或者僅承受拉應力。以下通過一個算例分析兩種單元的使用情況。
算例描述：
一平面薄板尺寸為10X10m，厚度為0.5m，在ANSYS中剖分成100個板殼/膜單元。材料參數E=10GPa，泊松比0.3。承受法向荷載p=1000N/m2，上下兩邊所有點受拉力P=1000N，左右兩邊為固定約束。模型圖如下：
計算分析結果如下表
單元類型
參數K1
僅承受板法向荷載
僅承受上下邊荷載
同時承法向和上下邊荷載
Shell63
Membrane and Bending
Uy=0.0
Uz=0.252E-3
Uy=0.897E-6
Uz=0.0
Uy=0.897E-6
Uz=0.252E-3
Membrane
Uy=0.0
Uz=0.0
Uy=0.897E-6
Uz=0.0
Uy=0.897E-6
Uz=0.0
Bending
Uy=0.0
Uz=0.252E-3
Uy=0.0
Uz=0.0
Uy=0.0
Uz=0.252E-3
Shell41
Tensor and Comprs
Uy=0.0
Uz=0.0
Uy=0.897E-6
Uz=0.0
Uy=0.897E-6
Uz=0.0
Tensor
不收斂
不收斂
不收斂
在板上下邊和豎向中間加入梁單元，截面為0.5X0.5，計算結果如下表
單元類型
參數K1
僅承受板法向荷載
僅承受上下邊荷載
同時承法向和上下邊荷載
Shell63
Membrane and Bending
Uy=0.0
Uz=0.214E-3
Uy=0.805E-6
Uz=0.0
Uy=0.805E-6
Uz=0.214E-3
Membrane
Uy=0.0
Uz=0.001979
Uy=0.805E-6
Uz=0.0
Uy=0.805E-6
Uz=0.001979
Bending
Uy=0.0
Uz=0.214E-3
Uy=0.351E-4
Uz=0.0
Uy=0.351E-4
Uz=0.214E-3
Shell41
Tensor and Comprs
Uy=0.0
Uz=0.001979
Uy=0.805E-6
Uz=0.0
Uy=0.805E-6
Uz=0.001979
Tensor
不收斂
不收斂
不收斂
從以上分析結果可以看出：
1、對于Shell63號單元，當K1=Membrane時，法向荷載不會引起板的變形；當K1=Bending時，面內荷載不會引起板的變形；K1=Membrane
and Bending時才可同時承受法向和面內荷載；
2、對Shell41號單元，當K1=Tensor時由于其非線性形為，計算結果總不收斂；
3、當Shell63號單元的K1=Membrane時，單元性能與Shell41號單元的K1=Tensor and
Comprs時完全一樣；
