第1个回答 2023-09-26
当剪切锁死不可避免时，可以采用减缩积分、强化应变单元、高次单元等方法去尽可能的消除这种现象，但也要了解每一种方法的适用范围、优缺点等。
采用缩减积分方法：用常规的线性实体单元，软件默认采用全积分格式，即在每一个方向存在两个高斯积分点，这样两点确定一条直线，在单元变形后每条边仍然是直线，就可能造成剪力锁闭。
强化应变单元模式（enhanced strain），也称为非协调单元。其主要思路在于采取某种方式让应变沿一个方向呈线性变化，通过增加一些虚拟的附加自由度，让单元内部应变模式为线性变化。
由于这种增加变形梯度完全是在单元内部，与单元节点无关，因此，即不增加求解结构的整体自由度数，也可以保证在边界上位移仍然是连续的。
剪切锁死产生的本质原因是由于以弯曲变形为主要变形的结构，在用有限元分析时，由于采用线性单元离散，在边界上仍然是线性变形。那么增加单元的形函数阶次，就可以在一定程度上消除剪切锁死现象，但由于单元节点增加，计算工作量就提高不少。
剪切自锁的原理
剪切自锁是在以弯曲变形为主的问题中，完全积分低阶单元呈现出的“刚度过硬”现象。经常使用纯弯曲梁的例子来讨论剪切自锁问题，以低阶四边形单元为例，弯曲后侧面两条边的夹角仍是90°，不存在剪切变形。
如果使用完全积分的低阶单元，由于低阶单元的边不能弯曲，侧面两条边的夹角发生了变化不再是90°，因此产生了剪切变形。由于剪切变形的存在消耗了部分应变能，导致弯曲变形减少，结构弯曲刚度增大。当发生剪切自锁时，计算得到的弯曲变形会小于理论值。
以上内容参考：百度百科-剪切自锁
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