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[前后处理] 平面应变单元的选择

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发表于 2016-5-26 11:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

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       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.png
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.png
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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