平面应变单元的选择
如图所示平面应变模型，长10m，高5m，材料参数如下：弹性模量为2e11Pa，泊松比为0.3，塑性应变为0时，屈服应力为2e8Pa；模型左端固定，右端施加0.7m的向上位移。下面用不同类型的单元对此模型进行计算，并最终选择适合的单元类型。1、分别用CPE8、CPE8R、CPE8H单元进行计算，并输出模型右端节点的反力RF2，如下图所示2、由图2看出，CPE8的反力曲线比CPE8R的反力曲线更陡，更高；原因如下：1）模拟不可压缩材料时，产生了体积自锁。由于单元的位移不能满足积分点处的常体积约束，引起单元响应过硬。2）减缓体积自锁的两种方法：[*]选择减缩积分单元
[*]选择杂交单元
3）减缩积分单元（CPE8R）没有像完全积分单元那样的体积自锁现象，因为每个单元的积分点数目更少。所以，CPE8的反力曲线比CPE8R的反力曲线更陡，更高。3、CPE8H的反力曲线与CPE8R的反力曲线较接近，CPE8的反力曲线比CPE8H的反力曲线更陡，更高。原因如下： 原因与上述原因类似，杂交单元用静水压力自由度消除不可压缩材料的过约束。 综上所述，在此平面应变问题中，可以采用CPE8R或CPE8H进行计算，但使用CPE8R的计算效率更高。
来源：FEAonline 有限元在线
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