solidworks simulation，有限元，实体单元每个节点有3个自由度，但壳体单元却有6个自由度

Question

这段文字摘自《SolidWorks Simulation基础教程》。“实体单元的节点有3个自由度”，意思是，它只能有X，Y，Z 三个方向的位移，却不能绕X，Y，Z 三根轴转动了。这个我无法理解，因为，我觉得它也是可以转动的啊？说它不能转动，有什么依据。同理，说壳体单元的节点有6个自由度，又是什么原因。为什么2种单元要区别对待。

Answer 1

首先，你要把两种单元分开来看，
shell单元为2D平面单元，只是赋予厚度后我们可以认为他能模拟空间结构
solid单元为3D空间单元
自由度456实际传递的是扭矩，因在平面内shell单元传递扭矩时，厚度方向的转动只能靠平面内节点的扭转刚度来约束，故shell单元需要有6个自由度。
而solid单元，是空间单元，空间扭转，是通过空间单元中单个单元自身多节点的节点相对位置的改变来实现的，可以理解为单元内两个节点的位置同时绕某轴转动，而节点本身不转动，故通过节点相对位置的改变，来传递了力矩，故solid单元节点只需3个自由度即可。

Answer 2

对于一个实体，比如你约束了六面体节点X方向平移，整个六面体除了不能X方向平移外，也不能绕Y轴Z轴旋转了。而平面就不行了。画个图感受下就知道了。

Answer 3

一个是平面自由度，一个是空间自由度

Answer 4

空间中的一个刚体，如果要完全限制它，必须要约束6个自由度。
在有限元中，实体单元每个节点只有3个平动自由度。在另外的节点施加合适的另外三个自由度就能限制它的转动了。
而一般的壳单元只有一层，所以它有三个额外的转动自由度。
对于薄壁结构，用壳单元模拟可以大大节省计算需要的内存，存储空间及计算时间。追问

“在另外的节点施加合适的另外三个自由度就能限制它的转动了。”——不明白，看不懂
因为“壳单元只有一层”，所以“它有三个额外的转动自由度”，这个因果关系我没明白。

追答

首先，一个刚体有6个自由度明白不？

本回答被网友采纳