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(资料图片仅供参考)

00 背景

剪切自锁导致弯曲变形过刚，属于几何原因。当薄型构件受到弯曲时容易发生剪切自锁。

体积自锁导致变形过刚，属于材料原因。当泊松比接近或等于0.5时容易发生体积自锁。

完全积分的低阶的常规位移单元容易发生剪切自锁和体积自锁，所以它们很少被使用。完全积分的高阶的常规位移单元也容易发生体积自锁。

01 剪切自锁

剪切自锁导致弯曲变形过刚，产生物理上并不存在的切应变，称为寄生切应变。

02 体积自锁

当材料为接近不可压缩或完全不可压缩时(泊松比接近或等于0.5)，容易发生体积自锁。体积自锁导致变形过刚，产生物理上并不存在的虚假应力。体积自锁还可能导致求解不收敛。超弹性材料一般具备不可压缩性。

平面应变、轴对称问题以及三维分析都可能发生体积自锁。对于平面应力，体积自锁不会发生，因为平面外的应变被用来满足不可压缩条件。

03 单元技术

ANSYS提供了5种避免剪切自锁和体积自锁的单元技术：B-Bar；URI(统一缩减积分)；ES(增强应变)；SES(简化增强应变)；Mixed U-P(混合UP)。

B-Bar、ES、SES不支持高阶单元。

04 插入APDL方式修改单元技术

修改软件默认的单元技术，需要在对应几何下插入APDL脚本。

比如，启用混合UP单元技术。

05 查看分析中采用的单元技术

可以在求解信息中查看分析中采用的单元技术。

06 切换缩减积分和完全积分

WB界面中提供了缩减积分和完全积分的切换方法。

07 Solid-Shell技术

为准确模拟薄到中等厚度板，可以使用特殊的Solid-Shell单元(SOLSH190)，SOLSH190有2*2*2个积分点。