【ABAQUS】什么是剪切闭锁？剪切闭锁会导致什么？

“完全积分”是指当单元具有规则形状时，对单元刚度矩阵中的多项式项进行精确积分所需的高斯点数。对于六面体和四边形元素，“规则形状”意味着边缘是直的，并以直角相交，任何边缘节点都位于边缘的中点。

完全积分的线性元素在每个方向上使用两个积分点。因此，三维单元C3D8在单元中使用一个2 × 2 × 2的积分点数组。完全积分的二阶单元每个方向上有3个积分点。

探究元素的阶数(线性与二阶)和网格密度对结果精度的影响

采用了几种不同单元和网格密度,在Abaqus/Standard模拟悬臂梁问题：

各个模拟的挠度位移与理论值3.09 mm的比值：

对于线性的，完全集成的单元，单元再密都不准。以上挠度模拟不准是由==剪切锁紧引起的，这是所有完全集成的一阶实体单元都存在的问题==

什么是剪切闭锁？（shear lock）

剪切锁紧会导致单元在弯曲时过于僵硬。

材料微元承受弯矩M时的变形：

这种虚假的剪切应力产生是因为线性单元的边无法弯曲。剪切应力的存在意味着应变能产生剪切变形，而不是预期的弯曲变形，因此整体挠度较小:单元刚度太大。

剪切锁定只影响完全集成的线性元件在弯曲载荷下的性能。

对于二阶单元，剪切闭锁不是问题，因为二阶单元的边可以弯曲，但依旧有细微的剪切闭锁效应。

只有当你相当确定载荷会在模型中产生很小的弯曲时，才应该使用完全集成的线性元件。完全集成，二次元也可以锁定在复杂的应力状态。