什么是非協(xié)調(diào)單元?使用非協(xié)調(diào)單元時(shí)需要注意哪些問(wèn)題？

采用線性完全積分單元容易出現(xiàn)剪切閉鎖現(xiàn)象，非協(xié)調(diào)單元(例如C3D8I)可以避免這種問(wèn)題。非協(xié)調(diào)單元將增強(qiáng)單元變形梯度的附加自由度引入到線性單元中，以避免單元交界處的位移場(chǎng)出現(xiàn)重疊或裂隙。

在彎曲問(wèn)題中，非協(xié)調(diào)單元的計(jì)算精度很接近二次單元的結(jié)果，而計(jì)算代價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一次單元，但是如果單元形狀較差，非協(xié)調(diào)單元的分析精度就會(huì)下降。在使用非協(xié)調(diào)單元時(shí)應(yīng)在所關(guān)心的關(guān)鍵部位分割(partition)出一個(gè)形狀規(guī)則的區(qū)域(例如在應(yīng)力集中部位)在此區(qū)域內(nèi)生成高質(zhì)量的四邊形(0uad)或六面體(Hex)單元網(wǎng)格(各個(gè)盡量為90°)具體的操作方法可以參考《實(shí)例詳解》第3.1.6節(jié)“劃分網(wǎng)格”的實(shí)例。

什么是雜交單元？在使用過(guò)程中需要注意哪些問(wèn)題？

雜交單元主要用于模擬不可壓縮材料(泊松比v=0.5)或接近不可壓縮的材料(泊松比v>0.495)。ABAQUS/Standard中的實(shí)體單元(包括所有的減縮積分單元和非協(xié)調(diào)單元)都有雜交單元類型。

不可壓縮材料承受載荷時(shí)，體積保持不變，單元的壓應(yīng)力不能利用節(jié)點(diǎn)位移場(chǎng)計(jì)算，因此無(wú)法像可壓縮材料那樣，使用節(jié)點(diǎn)的純位移插值函數(shù)來(lái)構(gòu)造單元。雜交單元是專門為不可壓縮材料構(gòu)造的特殊用途單元，它包含一個(gè)可以直接確定單元壓應(yīng)力的附加自由度，節(jié)點(diǎn)的位移場(chǎng)則主要用來(lái)計(jì)算偏應(yīng)變和偏應(yīng)力。對(duì)于同樣的有限元分析，雜交單元的計(jì)算代價(jià)要高于常規(guī)單元的計(jì)算代價(jià)。

提示：不可壓縮材料不能使用常規(guī)單元模擬，而必須要用雜交單元(平面應(yīng)力問(wèn)題

外）。

（內(nèi)容、圖片來(lái)源：《ABAQUS有限元分析常見問(wèn)題解答》，侵刪）

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