正交各向异性无旋转薄壳单元

提出了一种在薄壳有限元中模拟正交各向异性行为的方法。该方法基于形函数导数的变换，从而为所有单元生成与指定优先方向对齐的新正交基。该变换仅在未变形状态下进行，与各向同性情况相比，对模拟正交各向异性材料所耗费的计算量几乎不产生额外影响，从而实现了简单且高效的实现。此方法针对无旋转三角形壳，采用基于基尔霍夫-乐甫理论并运用细分曲面的有限元框架实现。该方法的精度通过使用标准基准——带18{\deg}孔的受压半球壳的变形——得以验证。为展示该实现的效率，分析了剪切位移下正交各向异性薄板的起皱现象。研究发现，正交各向异性细分壳能够在粗网格下准确捕捉薄板的起皱行为，而无需使用额外的起皱模型。