沙漏的产生是一种数值问题,单元自身存在的一种数值问题,举个例子,对于单积分点线性单元,单元受力变形没有产生应变能--也叫0能量模式,在这种情况下,单元没有刚度,所以不能抵抗变形,不合理,所以必须避免这种情况的出现,需要加以控制,既然没有刚度,CAE就要施加虚拟的刚度以限制沙漏模式的扩展---人为加的沙漏刚度就是这么来的。
沙漏的判别:最简单的是察看单元变形情况,就像上边所说的单点积分单元,如果单元变成交替出现的梯形形状,如果多个这样的单元叠加起来,就会成为沙漏现象。
沙漏的控制:*SECTION CONTROLS:指定截面控制警告:对于沙漏控制,使用大于默认值会产生额外的刚度响应,甚至当值太大时有时导致不稳定。默认沙漏控制参数下出现沙漏问题表明网格太粗糙,因此,更好的解决办法是细化网格而不是施加更大的沙漏控制。
扩展资料:
有限元分析是基于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法,随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元分析软件目前最流行的有:ABAQUS、ANSYS、MSC三个比较知名比较大的公司。
有限元软件应用领域非常广泛,可应用在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源和科学研究等各个领域
参考资料:百度百科-有限元分析软件
原因分析:沙漏的产生是一种数值问题,单元自身存在的一种数值问题,举个例子,对于单积分点线性单元,单元受力变形没有产生应变能--也叫0能量模式,在这种情况下,单元没有刚度,所以不能抵抗变形,不合理,所以必须避免这种情况的出现,需要加以控制,既然没有刚度,CAE就要施加虚拟的刚度以限制沙漏模式的扩展---人为加的沙漏刚度就是这么来的。沙漏的判别:最简单的是察看单元变形情况,就像上边所说的单点积分单元,如果单元变成交替出现的梯形形状,如果多个这样的单元叠加起来,就会成为沙漏现象。沙漏的控制:*SECTION CONTROLS:指定截面控制警告:对于沙漏控制,使用大于默认值会产生额外的刚度响应,甚至当值太大时有时导致不稳定。默认沙漏控制参数下出现沙漏问题表明网格太粗糙,因此,更好的解决办法是细化网格而不是施加更大的沙漏控制。DISTORTION CONTROL:只用于explicit分析。=YES激活约束防止负体积单元出现或其他可压缩材料的过度变形,这对超弹材料是默认的。DISTORTION CONTROL参数对线性动力学不可用并且不能防止单元由于时间不稳定、沙漏不稳定或不切实际的物理变形造成的扭曲。 =NO不激活约束,对于除了超弹材料等单元都是默认值。HOURGLASS:设置HOURGLASS=COMBINED定义沙漏控制的单元粘性-刚度形式;HOURGLASS=ENHANCED基于假定的增强应变方法来控制沙漏;HOURGLASS=RELAX STIFFNESS使用整合的粘弹性形式控制沙漏;HOURGLASS=STIRRNESS对于standard分析除了超弹材料和修正的四面体和三角形外的单元默认,为所有减缩积分单元定义沙漏控制是严格的弹性;HOURGLASS=VISCOUS为缩减积分单元定义沙漏阻尼。
沙漏模式:主要出现在线性减缩积分单元的应力/位移场分析中。积分点数目少,可能出现没有刚度的零能量模式(zero hourglass stiffnes)。网格较粗时,零能量模式会通过网格扩展出去,是的计算结果无意义或导致严重的网格畸变。查看:查看单元的变形情况,如果单元变成交替出现的梯形形状,可能出现沙漏模式;显示组---element---element set 高亮显示控制:abaqus中的伪应变能或沙漏刚度主要用来控 制沙漏变形能量;在后处理的中选择result---history output,绘制伪应变能ALLAE(artificial strain energy)和内能ALLIE(internal energy)曲线。当伪应变能约占内能的1%时,表明沙漏模式对计算结果影响不大;---------------------------------10%时,分析是无效的;解决方法:1、细化网格,发生弯曲变形时,在厚度方向上至少划分4个单元;2、设置沙漏控制选项:引入少量的人工“沙漏刚度”限制沙漏模式扩展,当网格足够细化时,此方法很有效,可获得足够精度的计算结果;操作:mesh模块,enhanced、relax stiffness、stiffness、viscous、combined;3、选择其他单元类型,非协调单元不会出现沙漏模式的问题;4、避免将载荷或边界条件定义在一个节点上。将点载荷或点上的边界条件定义在一个包含该点的小区域上,有利于避免沙漏模式的扩展。
沙漏肯定会影响精度,但是还没有遇到过因为沙漏原因而计算停止的。学习了!