Ansys中Shell63单元和Shell41的比较
Ansys中的Shell63号单元为板壳单元，可以模拟板壳的平面膜应力和平面弯曲，可以通过参数K1设置只有平面膜应力分量或/和平面弯曲分量；Shell41号单元为膜应力单元，仅具有平面膜应力分量，可以通过参数K1设置单元承受拉压应力或者仅承受拉应力。以下通过一个算例分析两种单元的使用情况。
算例描述：
一平面薄板尺寸为10X10m，厚度为0.5m，在ANSYS中剖分成100个板壳/膜单元。材料参数E=10GPa，泊松比0.3。承受法向荷载p=1000N/m2，上下两边所有点受拉力P=1000N，左右两边为固定约束。模型图如下：
计算分析结果如下表
单元类型
参数K1
仅承受板法向荷载
仅承受上下边荷载
同时承法向和上下边荷载
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
不收敛
不收敛
不收敛
在板上下边和竖向中间加入梁单元，截面为0.5X0.5，计算结果如下表
单元类型
参数K1
仅承受板法向荷载
仅承受上下边荷载
同时承法向和上下边荷载
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
不收敛
不收敛
不收敛
从以上分析结果可以看出：
1、对于Shell63号单元，当K1=Membrane时，法向荷载不会引起板的变形；当K1=Bending时，面内荷载不会引起板的变形；K1=Membrane
and Bending时才可同时承受法向和面内荷载；
2、对Shell41号单元，当K1=Tensor时由于其非线性形为，计算结果总不收敛；
3、当Shell63号单元的K1=Membrane时，单元性能与Shell41号单元的K1=Tensor and
Comprs时完全一样；
