壳单元奇怪的离面变形是沙漏吗？

Charles6

用壳单元（S4R）构建了一种网格结构，局部的俯视图如下，其中每条线代表的是薄板。做了两种加载方式下的准静态模拟Abaqus.Explicit2018，其中一种，壳单元出现了不知该如何解释的离面变形

具体如下：

1）当在左右边界施加x方向的拉伸载荷时，网格结构的变形比较合理，下图是速度矢量，可以看到每条边上节点的瞬时运动方向相同。这些特点可保持到百分之十几的加载应变，若进一步增大载荷，也会出现奇怪的变形

2）但若在上下边界施加x方向的均匀应变，仅加载至0.4%，同一条边上的节点就会出现不同方向的瞬时速度，且瞬时速率整体上比第1)种情况下大出一个数量级，如下图

放大一些边之后发现板面不再平整，而是变得凹凸不平（由于视角原因下图中单元看起来很“狭长”，实际上单元接近正方形）

这种变形疑似沙漏，但是整个加载过程中伪应变能与内能之比不超过2%，似乎沙漏并不严重，且随着加载，该比值有下降趋势，但是板面却变得更加不平整。

另一方面，在相同加载应变下(总伸长/原长)，第1)种情况的应力分布过渡很平滑，

而第2)种情况的应力分布没有平滑的过渡，并大致比第1）种情形大出一个量级。

请问是什么原因造成第2）种情形下”凹凸不平“的奇怪变形，是沙漏吗？第2）种情形的计算结果应该不可靠吧？ 应该怎么改进呢？

谢谢大家！

补充信息
加载方式：
第1）种情形，把沿x方向2mm/s的速度载荷施加在网格结构左右两侧。
第2）种情形，借用了两层比较软的材料，连接在网格结构上下两侧，然后在软材料层的左右两侧施加沿x方向2mm/s的速度载荷。

关于质量缩放，加载过程中，按照给定最小增量步，做了质量缩放，计算完成后，检查了质量缩放引起的外力功与内能之比，此比值一直接近于0，
关于加载速度，检查了动能与内能之比，第2）中情况的此比值在0.4%的加载应变内（奇怪变形出现之前），迅速由0增加至2%并迅速回落至0.02%以下，此后一直保持在这一水平。

一开始，我想可能是加载引起的板面振动。但又觉得，这些板呈条带状，它们沿长边方向弯曲不是更容易么，为什么会沿短边方向弯曲，这得是多高阶的模态。所以又认为不太可能是板面振动。

蜗牛会游泳

等大神回复，一起学习

掰掰

因为看不到你加载过程，猜测可能是模型不稳定了，将计算时间加大，或者减小质量缩放，看是否解决问题。

Charles6

掰掰 发表于 2020-4-8 20:57
因为看不到你加载过程，猜测可能是模型不稳定了，将计算时间加大，或者减小质量缩放，看是否解决问题。 ...

感谢您的回复！
我试下将加载速度减小为原来一半。

再增加些信息，以便讨论
加载方式：
第1）种情形，把沿x方向2mm/s的速度载荷施加在网格结构左右两侧。
第2）种情形，借用了两层比较软的材料，连接在网格结构上下两侧，然后在软材料层的左右两侧施加沿x方向2mm/s的速度载荷。

关于质量缩放，加载过程中，按照给定最小增量步，做了质量缩放，计算完成后，检查了质量缩放引起的外力功与内能之比，此比值一直接近于0，
关于加载速度，检查了动能与内能之比，第2）中情况的此比值在0.4%的加载应变内（奇怪变形出现之前），迅速由0增加至2%并回落至0.02%以下，此后一直保持在这一水平。

另一方面，一开始，我想可能是加载引起的板面振动。但又觉得，这些板呈条带状，它们沿长边方向弯曲不是更容易么，为什么会沿短边方向弯曲，这得是多高阶的模态。所以又认为不太可能是板面振动。

掰掰

用S4单元试下，就知道是不是沙漏问题。

Charles6

掰掰 发表于 2020-4-9 21:22
用S4单元试下，就知道是不是沙漏问题。

值得一试，
不过，伪应变能/内能小于2%，并且随着加载此比值降低，而板面却变得更加不平整，这样看来，不太可能是沙漏了吧