锁定效应 — CAE术语解释

锁定效应是指有限元的变形能力被过度约束，导致位移和应力被计算得比实际值更小（更硬）的现象。它包括剪切锁定、体积锁定和膜锁定等多种类型。

一阶单元的剪切锁定是最常遇到的。当用一阶单元表示弯曲变形时，会产生寄生剪切应变，导致单元变硬。对于薄梁或薄板，用一阶单元单层网格求解时，有时计算得到的挠度仅为理论值的几分之一。

主要有三种对策：使用二阶单元、使用非兼容模式单元（B-bar法或增强应变法，如Abaqus的C3D8I、Ansys的SOLID185增强应变）、应用低减积分。实务中，带有非兼容模式的一阶单元因计算效率和精度的平衡而被广泛使用。

体积锁定发生在像橡胶这样的近不可压缩材料中，其泊松比接近0.5。体积变化为零的约束会过度限制单元的自由度，使结果变得极其刚硬。标准的对策是使用混合法（混合单元），将压力作为独立变量。

完全同意。用一阶单元和二阶单元解同一个问题时，如果结果差异很大，�定效应就一目了然。请务必亲身体验一下。