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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、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: 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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