在显式动力分析中最耗CPU的一项就是单元的处理，由于积分点的个数与CPU时间成正比，采用简化积分的单元便可以极大地节省数据存贮量和运算次数，进而提高运算效率。

一个简化积分单元是一个使用最少积分点的单元，如全积分块与壳单元分别具有8个和4个积分点，而一个简化积分块单元具有在其中心的一个积分点，一个简化壳单元在面中心具有一个积分点。

除了节省CPU，单点积分单元在大变形分析中同样有效。Ansys/LS-Dyna单元能承受比标准Ansys隐式单元更大的变形，简化积分单元有两个缺点：

（1）出现零能模式（沙漏模态）；

（2）应力结果的精确度与积分点直接相关。

1、沙漏简介

沙漏是一种以比结构全局响应高的多的频率震荡的零能变形模式，沙漏模式导致一种在数学上是稳定的，但在物理上是不可能的状态。它们通常没有刚度，变形呈现锯齿形网格。

2、Ansys/LS-Dyna的沙漏控制技术

沙漏的出现会导致结果无效，应尽量避免和减小。因此必须有效控制分析中可能出现的沙漏变形，以确保分析的正确性。控制沙漏有以下几种方式：

（1）尽可能使用均匀的网格划分，一般来说，整体网格细化会明显减少沙漏的影响；

（2）避免单点载荷，单点载荷容易激发沙漏。；

（3）用全积分单元。全积分单元不会出现沙漏，用全积分单元（KEYOPTS）定义模型的一部分或全部可以减少沙漏。全积分六面体单元可能产生体积锁定（由于泊松比达到0.5）和剪切锁定（如简支梁的弯曲）。

（4）全局调整模型体积粘性，沙漏变形可以通过结构体积粘性来阻止。在Ansys LS-Dyna中可以通过菜单Solution - Analysis Options - Bulk Viscosity来设置体积粘性系数。或使用命令：EDHGLS。建议刚度系数不超过0.15.

（5）局部增加弹性刚度。在Ansys LS-Dyna中可以通过菜单Solution - Analysis Options - Hourglass Ctrls - Local来增加局部弹性刚度。或使用命令：EDMP，HGLS。此方法可以单独增加某些特定材料或区域单元的刚度，即可达到目的。

参考文献

【1】郝好山等编著，ANSYS12.0 LS-DYNA非线性有限元分析从入门到精通，北京：机械工业出版社，2010.3