解决剪切闭锁问题

资 源 简 介

解决剪切闭锁问题

详 情 说 明

剪切闭锁是有限元分析中常见的一种数值问题，主要出现在使用低阶单元模拟弯曲变形时。这种现象会导致结构表现得过于刚硬，计算结果偏离实际物理情况。

在薄板或梁的弯曲分析中，理论上剪切应变应该趋近于零。但当使用低阶完全积分单元时，单元会产生虚假的剪切应变，这种人为增加的刚度就是剪切闭锁现象。这种问题在使用线性单元时尤为明显。

解决剪切闭锁的常用方法包括： 采用减缩积分技术，减少积分点数量 使用高阶单元或专门设计的抗剪切闭锁单元 应用选择性减缩积分策略 引入假设应变场方法

与解析解对比时，存在剪切闭锁的数值解会明显偏离理论值，表现为计算得到的位移偏小、刚度偏大。良好的数值解法应该能够消除这种虚假刚度效应，使计算结果与解析解吻合。

实际工程分析中需要根据具体问题选择合适的单元类型和积分方案，以获得既准确又经济的计算结果。理解剪切闭锁现象有助于正确解释有限元分析结果，避免得出错误的结论。