圆柱形杆的扭转问题

ywang

想做个coupling的小的验证模型试试，于是利用圆柱体扭转问题做了个模型（见图1），圆柱形杆件，两端选取部分区域作为加载区域，各设置了一个参考点。用的是kinematic coupling所有表面节点。然后在参考点上施加两个反向扭矩，扭转轴绕局部柱坐标系的Z轴。利用standard和explicit分别计算。单元没有搞太复杂，分别用的C3D10和C3D10M，网格密度应该够了。
算完后，扭矩和扭转角的关系符合弹性力学解，但是在看变形时（见图1），发现一个比较怪异的结果，计算出来的结果有了径向位移，径向位移量占环向位移量的十分之一，这个与弹性力学结果比较有了一定差异。而且随着扭转角增大在逐渐增大。最终，将整体位移场放大10倍看，就成了如图3所示的形状。想请教一下，为啥会出现这种情况？是边界条件加的不合理？还是其它原因？