[讨论]关于自锁现象

MVH · 发表于 2005-8-2 09:18

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有限元分析中会出现一些自锁现象,具体有哪些呢？<BR>他们都是怎么产生的？如何解决呢？欢迎大家一起讨论。

frogfish · 发表于 2005-8-2 20:22

在别的论坛看到有关剪切自锁方面的讨论，具体如下:

我认为剪切自锁现象可以分为四类：
一、由于插值函数阶数不足引起，例如采用完全积分线性实体单元时的情况。由于改变了实际的位移模式，所以导致刚度增加，位移减小。此时的解决办法是提高插值函数的阶数。
二、由于插值函数不完全的高阶项所引起。由于决定有限元精度的，通常是完全多项式的方次，所以不完全的高阶项会导致不好的结果。同时由于位移有限元的解答具有下限性质，所以同样会导致刚度偏大。此时的解决办法是采用减缩积分。
三、要考虑剪切影响的梁板壳单元，由于位移和转角采用同阶的插值函数，亦即位移剪切应变与位移同阶，从而放大了剪切应变的影响。此时的解决方法是采用减缩积分或假定应变法。
四、不可压缩材料的泊松比导致的数值问题。这个偶不太懂了。
需要注意的是，前两种情况只会影响解的精度，低估位移值；后两种情况在特定情况下则会引起数值问题而求解失败。
上面只是我的个人理解，希望大牛拍砖指正！

MVH · 发表于 2005-8-11 10:29

只有剪切力的吗？

yejet · 发表于 2005-8-11 19:49

这方面我也不是很了解，不过好像应该还有体积自锁

TNC · 发表于 2005-9-4 08:58

剪切自锁、薄膜自锁、体积自锁等都是。
产生自锁的原因是有限元离散时，其刚度阵中有一部分元素与单元的特征比有关。对于某些单元，其特征比非常大，刚度阵中的于此相关的刚度系数将特别大，引起了刚度阵的奇异性，从而导致自锁。

yejet · 发表于 2005-9-4 10:37

对于不可压材料，泊松比达到0.5的时候容易出现自锁现象

frogfish · 发表于 2005-9-4 16:11

在采用CAE软件分析结构问题时，选用单元也要考虑剪力自锁、不可压缩材料的体积自锁等问题。

对于橡胶类体积不可压缩材料为了避免体积自锁，一般使用Herrmann单元。
在完全积分单元中，当二阶单元被用于处理不可压缩材料时，对体积自锁非常敏感，因此应避免模拟塑性材料，如果使用应选用Herrmann单元。
如果一阶单元被定义为恒定体积应变时，不存在体积自锁。

adminftp · 发表于 2005-9-5 17:23

谢谢楼上的几位

hitvincent · 发表于 2006-5-19 16:24

还没弄清楚什么叫体积自锁呢,谁能给解释一下定义,谢谢

bjhuang · 发表于 2006-5-21 17:15

自锁有三类：
剪切自锁、薄膜自锁、体积自锁
剪切自锁：上面说的挺多的啦，这是最常见的，例如：纯弯曲验证不过去的
体积自锁：泊松比达到0.5的，体积模量无穷大。

zhangmeng · 发表于 2006-5-22 18:13

一般有限元软件中有N中控制自锁的方法，都是咋回事呢？

zguohua · 发表于 2006-11-18 12:22

《连续体和结构的非线性有限元》一书中板壳理论一章中介绍的比较详细

youth_fei · 发表于 2006-12-26 12:41

楼主上面的图片是<<ABAQUS有限元软件6.4版入门指南>>中的吧.
橡胶就是典型的体积自锁材料(泊松比>0.475),压缩时只变形,体积不发生变化

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