沙漏模式 — CAE术语解说

使用低阶积分点（1点积分）的单元会发生的麻烦现象。四边形单元或六面体单元如果在中心1点进行积分，单元就会产生像沙漏那样被压细或膨胀的变形模式，而且应变能为零。也就是说求解器会判断"变形了却没有抵抗力"。

完全同意，这是完全非物理的模式。从数学角度看，原因是高斯积分点数过少（1点积分），导致单元的刚度矩阵中保留零特征值，变形时不产生抵抗力的非物理性模式（沙漏模式）就会发生。模式的名称来自于变形后的单元形状像沙漏。

如果改成完全积分（2×2×2点），反而会出现"体积锁定"和"剪切锁定"这样的其他问题，而且计算成本也会增加好几倍。特别是碰撞分析之类有数百万单元、数千步的大规模显式求解计算，如果不用1点积分的话，根本没办法在现实的时间内完成。所以用1点积分配合沙漏控制是业界的标准做法。

代表性的方法有两种。粘性型是在沙漏变形速度基础上添加比例阻力，刚性型是在沙漏变形量基础上添加比例复原力。在LS-DYNA中通常通过IHQ=4或IHQ=5来设定。但是，如果控制系数设得太大，结果会变硬，所以一定要确认沙漏能量在内部能量的10%以下，这是必须遵守的规则。

这3个术语需要一起理解。

那是最关键的。如果在变形动画中看到棋盘样的波形，那就肯定有问题了。目视确认也不要忘记哦。