资   讯   中   心

abaqus剪切闭锁和体积闭锁-和记娱乐怡情博娱188

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-06-28 | 151 次浏览 | 分享到:

abaqus/standard 中的完全积分单元不会出现沙漏模式的数值问题,却可能出现剪切闭锁sheer locking和体积闭锁volumetric locking等数值问题,下面介绍一些相关知识。

 

剪切闭锁现象是怎样产生的?应该采取什么方法解决

剪切闭锁现象一般发生在出现弯曲变形的线性完全积分单元中(例如cps4、cpe4c3d8)。线性单元的直边不能承受弯曲载荷作用,分析过程中可能出现本来不存在的虚假剪应变,使单元的弯曲刚度过大,计算的位移值偏小,即单元的位移场不能模拟由于弯曲而引起的剪切变形和弯曲变形,这就是所谓的“剪切闭锁”现象。当单元长度与厚度的数量级相同或长度大于厚度时,此现象会更严重。

 

需要注意的是,剪切闭锁现象仅影响受弯曲载荷作用的完全积分线性单元。如果模型受到的是剪力载荷,完全积分线性单元的计算结果则非常好。对于二次单元,由于单元的边上可以发生弯曲变形,一般也不会出现剪切闭锁现象。但是如果单元畸变非常严重,或者应力状态非常复杂,存在弯曲应力梯度,二次单元也会出现某种程度的闭锁现象。只有当载荷所产生的弯矩非常小时,才可以考虑采用完全积分线性单元。若不能确定弯曲载荷作用的影响大小,可以尝试使用不同的单元类型,并比较其分析结果,然后选定合适的单元类型。

 

如果怀疑模型中出现了剪切闭锁现象,可以考虑采用非协调单元或减缩积分单元,但要注意前面几节中介绍过的注意事项。如果模型中网格扭曲非常厉害,仅仅改变单元类型往往不会使计算结果得到很大的改进,划分网格时应尽可能保证单元形状是规则的。

 

体积闭锁现象是怎样产生的?应该采取什么方法解决

体积闭锁是完全积分单元受到过度约束(overconstraint)时的一种闭锁现象。如果材料是不可压缩的或是近似不可压缩的,完全积分单元可能变得特别刚硬而不会产生体积变形

即所谓的“体积闭锁”。体积闭锁的一个显著特征是各个积分点之间或各个单元之间的静水压应力出现急剧变化。在 visualization功能模块中可以绘制静水压应力的云纹图,如果看到静水压应力从一个积分点到另一个积分点的变化很大,呈棋盘形分布,就有可能出现了体积闭锁的数值计算问题。

 

如果模型中出现了体积闭锁的数值问题,可以采用下列方法解决

1)选取适当的单元类型:对于不可压缩材料的abaous/standard分析,当塑性应变与弹性应变在同一个数量级上时,二次完全积分单元容易出现体积闭锁现象,往往还伴随着沙漏模式的数值问题,因此不能用于弹塑性分析中。如果必须采用完全积分的二次实体单元,则需要选择这种单元类型的杂交单元形式,但其计算费用将大大增加。

 

如果使用二次减缩积分单元(例如c3d20r),当应变大于20%~40%时,需要划分足够密的网格才不会产生体积自锁。

 

建议使用的单元类型为非协调单元、线性减缩积分单元或修正的二次四面体单元(c3d10m)

 

2) 细化网格在塑性应变较大的区域应划分足够细化的网格。

 

3引人少量的可压缩性:对于不可压缩材料(泊松比v=0.5),适当引人少量的可压缩性可以减轻体积闭锁现象。几乎不可压缩材料和完全不可压缩材料的计算结果很接近,因此可以将不可压缩材料的泊松比取为0.475~0.5之间的值。

 

(内容、图片来源:《abaqus有限元分析常见问题解答》,侵删)

 

和记娱乐怡情博娱188的版权与免责声明:

凡未注明作者、来源的内容均为转载稿,如出现和记娱乐怡情博娱188的版权问题,请及时联系和记娱乐怡情博娱188处理。我们对页面中展示内容的真实性、准确性和合法性均不承担任何法律责任。如内容信息对您产生影响,请及时联系和记娱乐怡情博娱188修改或删除。

 主 营 产 品
cst
abaqus
powerflow
xflow
simpack
catia
最 新 内 容
热 门 文 章
知 识 科 普
方 案 解 析
  • 汽车交通
  • 风能电源
  • 船舶机械
  • 生物医疗
  • 土木建筑
  • 新能源
  • 高科技
"))
网站地图