有限元知识| 沙漏、零能模式

本文摘要（由AI生成）：

沙漏现象发生在采用一阶、减缩积分单元时，由于单元只有一个积分点，周边节点变形随意，导致单元过于柔软。解决方法包括合理细化网格、避免点荷载，以及在大应变区使用一阶单元。而零能模式是一阶减缩积分时出现的问题，单元在受弯时积分点无应变能，失去刚度，无法抵抗变形。解决方法可以是提供人工“沙漏刚度”或细化网格，确保在高度方向至少4个单元。

沙漏（hourglassing）

沙漏简单地说就是单元只有一个积分点，周边的节点可以随意变形。

发生的对象：一阶、减缩积分单元；

产生的结果：单元太柔；

解决方法：

1.对一阶减缩单元，合理细化网格；荷载避免使用点荷载；

         2.在大应变区或大应变梯度区使用一阶单元，而不是使用二阶单元。

零能模式（zero-energy mode）

采用一阶减缩积分时会出现零能模式。即单元只有一个积分点，在受弯时该积分点没有任何的应变能，此时此单元没有任何刚度，就无法抵抗变形。

解决方法：

1.提供人工的“沙漏刚度”；

2.细化网格（一般在高度方向至少要有4个单元）